Инновационный робот и быстрый поиск молекул: достижения молодого учёного из Актау Галымжана Молдагулова в разработке жизненно необходимых лекарств

Галымжан Молдагулов, аспирант Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) в Южной Корее, занимается разработкой инновационных ИИ-алгоритмов и автономных роботов, которые ускоряют процесс химических открытий. В свободное от учёбы время он работает хемоинформатиком в лаборатории Бартоша Гжибовски при южнокорейском Центре алгоритмического и роботизированного синтеза (CARS).

«Мы решили автоматизировать лабораторные процессы с помощью мини-робота, которого сами сконструировали и запатентовали. „Скелет“ механизма состоит из доступных каждому микросхем Arduino — небольших плат с собственным процессором и памятью. В научном мире они применяются повсеместно, поскольку дешёвые и простые в использовании. Также к Arduino можно подключить и запрограммировать моторы, светодиоды и контроллеры, чтобы робот мог автономно, без участия человека, проводить опыты. Что мы и сделали: написали код, загрузили программу в „мозги“ механизма и научили его выполнять химические эксперименты», - рассказал Галымжан Молдагулов.

Робот способен тестировать до тысячи различных комбинаций реагентов и физических условий реакции в день. Такую производственную мощность могут позволить себе только R&D-отделы крупных фармацевтических компаний, использующих оборудование на миллионы долларов. Созданный лабораторией Бартоша Гжибовски робот стоит всего 20 тысяч долларов.

Фото с сайта digitalbusiness.kz

«Исходный код и инструкцию по обслуживанию аппарата выложили в интернет, чтобы любая лаборатория могла воспользоваться изобретением бесплатно. Робота назвали Робовски по аналогии с фамилией нашего научного руководителя Бартоша Гжибовски. Следующий этап в жизни Робовски - практическое применение. Нам удалось расшифровать механизм мультикомпонентной реакции Ганча и взглянуть на него через призму химического «гиперпространства». Целых 140 лет эта реакция считалась полностью изученной, пока за нее не взялся наш Робовски и не выявил сложную сеть ранее неизвестных процессов. Их понимание дает возможность предсказывать и, более того, контролировать исход реакции», - говорит молодой химик.

Новое открытие позволяет значительно уменьшить количество ненужных примесей в процессе синтеза, что делает производство лекарств более чистым, быстрым и экономичным. Это может привести к созданию более доступных и качественных медикаментов, в частности для лечения гипертонии и стенокардии.

О своём открытии сотрудники лаборатории рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature, который является одним из самых известных научных изданий с высоким уровнем цитируемости.

Публикация в Nature требует значительных усилий и подготовки.

«В нашем случае все началось с колоссального объема данных, собранных Робовски. Он работал буквально в режиме 24/7 и проводил тысячи экспериментов, на которые у человека ушли бы годы. Затем несколько месяцев робот проводил глубокий анализ собранной информации и проверял ключевые гипотезы», - рассказал Галымжан Молдагулов.

В марте прошлого года начался процесс публикации, который включал тщательную работу с рецензентами — ведущими учеными, критически оценивающими каждую деталь статьи.

Интеллектуальное испытание длилось более полугода, в течение которого проводились дополнительные эксперименты и разрабатывались новые теоретические модели для подтверждения результатов. В итоге объем статьи составил 12 страниц, а сборник всех полученных результатов — 390.

«Для центра CARS размещение в Nature знак качества со стороны научной элиты. В этот журнал порой с трудом пробиваются известные ученые из МІТ, Harvard, Max Planck Institute и KAIST. И то, не всегда это у них получается, но мы смогли. Мечтаю, чтобы как можно больше казахских ученых рассказывали в Nature о своих достижениях. Для этого необходимо заниматься передовой наукой на родине. Поэтому после учебы планирую открыть собственную лабораторию в Казахстане, чтобы внедрить культуру «автоматизированного открытия», - подытожил Галымжан Молдагулов.

Фото с сайта digitalbusiness.kz

Ученые надеются, что внедрение робота в химические лаборатории позволит людям сосредоточиться на творческой работе и разработке глобальных стратегий, включая поиск новых лекарств и экологически чистых материалов.