Создан алгоритм, который может «играть» молекулами

Трехмерная печать уже зарекомендовала себя как метод быстрого и экономичного производства изделий из разных материалов, вплоть до живых тканей. На макроуровне эта технология уже хорошо отработана и теперь ученые пытаются перевести метод 3D-печати на наномасштаб. Такой метод трехмерной нанопечати позволил бы собирать молекулярные структуры с заданными свойствами, например, для адресной доставки лекарств или для создания светоизлучающих частиц нового поколения.

Сегодня для управления частицами на наноуровне ученые используют сканирующий туннельный микроскоп (СТМ). Этот прибор позволяет не только рассматривать объекты с очень высоким увеличением, но и двигать молекулы наконечником. Однако есть одна проблема: управлять движением молекул на СТМ получается только вручную, так как механика на наноуровне слишком сложна и положение перемещаемого объекта может меняться непредсказуемым образом.

Теперь исследователи создали алгоритм с машинным обучением, который оказался способен предсказать все эффекты при захвате и перемещении молекул зондом СТМ. Авторы разработки проверили свое детище, заставив программу удалить отдельные частицы из слоя желтого красителя перилена. Программа научилась быстро выполнять задачу, однако тут возникла другая проблема.

При перемещении молекул таким образом атомы на острие наконечника начинают смещаться. Из-за этого после нескольких циклов работы сила связи между молекулами и наконечником слабеет. Поэтому алгоритму необходимо очень быстро учиться и подстраиваться под изменяющуюся геометрию зонда СТМ. Следующий шаг ученых будет заключаться в оптимизации программы, чтобы ускорить ее работу.