Что изучают на стыке химии и IT?
РТУ МИРЭА — один из немногих российских вузов, где химия и информационные технологии не просто соседствуют, а давно работают в связке. Здесь готовят специалистов на стыке двух областей — ИТ-химиков, которые одинаково хорошо понимают и язык формул, и язык программирования.
Ключевая точка пересечения — кафедра информационных систем в химической технологии в Институте тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова. Здесь студенты изучают цифровое моделирование процессов и аппаратов, цифровые системы управления химико-технологическими процессами и технологии цифрового производства для полимерной отрасли.
Что это даёт на практике?
Представьте, что для создания нового лекарства или материала для батареи нужно перебрать тысячи вариантов молекул. Синтезировать каждую в лаборатории — долго и дорого. Поэтому учёные сначала «проигрывают» варианты на компьютере: строят модели, считают свойства, отбирают лучшие. Только потом лучшие образцы попадают в пробирку.
Именно этим занимаются IT-химики. Они пишут программы, которые предсказывают, как поведёт себя вещество, тем самым экономя годы лабораторной работы.
Где это применяется?
В РТУ МИРЭА есть отдельный профиль бакалавриата — «Цифровая химическая технология». Он готовит специалистов для цифровой трансформации предприятий нефтехимического синтеза. Выпускники владеют математическим моделированием и специализированными программными комплексами, умеют создавать «цифровые двойники» химических объектов.
«Цифровой двойник» — это виртуальная копия реальной установки. С её помощью можно проверить, как поведёт себя производство при изменении температуры, давления или сырья, — и не останавливать при этом настоящий завод.
В Научно-образовательном центре «Искусственный интеллект» разрабатывают AI-ассистента, который уже обрабатывает значительную часть вопросов пользователей. Ещё одна точка пересечения — лаборатория «Материаловедение функциональных объектов», где студенты создают ПО для расчёта границ твёрдых растворов.
Опыт других вузов
Похожие программы есть и в других университетах. В НИЯУ МИФИ создана лаборатория «Хемоинформатика и молекулярное моделирование», где разрабатывают первый отечественный программный пакет для моделирования молекул и ИИ-алгоритмы для поиска противоопухолевых препаратов. Магистратура «Хемоинформатика и вычислительная биохимия» готовит «гибридов», которые одинаково хорошо понимают программирование и язык живой клетки.
В Университете ИТМО работает лаборатория прикладной цифровой химии, где с помощью компьютерного моделирования, квантовой химии и искусственного интеллекта создают новые соединения для медицины и микроэлектроники.
В СПбПУ открыта лаборатория для изучения химических технологий водородной энергетики с применением цифровых решений — магистранты разрабатывают кинетические модели каталитических процессов и создают цифровые двойники.
Зачем это нужно?
Химия и IT вместе решают задачи, которые по отдельности не решить: ускоряют поиск лекарств, снижают стоимость производства, помогают создавать новые материалы. И вузы, которые готовят таких специалистов, фактически формируют новое направление на стыке наук.