Para los químicos, encontrar la molécula más adecuada para una aplicación particular puede ser como buscar una aguja en un pajar. Con millones de compuestos para elegir, los científicos a menudo tienen que confiar en la intuición cuando intentan resolver problemas inherentes a procesos que involucran reacciones químicas.

La multinacional estadounidense Dow Chemical estaba trabajando con un fabricante de celulosa para mejorar la eficiencia de su proceso químico, con el objetivo de mejorar su calidad a través de un proceso más seguro. Pero para lograr este objetivo, Dow necesitaba un método más rápido y holístico para identificar moléculas candidatas. Por ello inició una colaboración con Chemical Abstracts Services (CAS), una división de la American Chemistry Society, para explotar CAS SciFinder-n que, a diferencia de los motores de búsqueda genéricos, está optimizado para buscar moléculas químicas a partir de un catálogo electrónico de más de 200 millones de compuestos.

El proyecto resultante, SmartSearch, le valió a Dow un lugar en la lista de premios CIO 100, organizada por CIO USA, en 2023. Premiado por su innovación, el proyecto ahora permite a miles de químicos de Dow descubrir las moléculas que necesitan en minutos, mientras que antes Tomó semanas identificarlos.

Filtre rápidamente moléculas candidatas

"El punto de partida de este proyecto fue nuestro deseo de encontrar una manera más rápida de buscar moléculas en una base de datos", dice Nathan Wilmot, director de TI de asociaciones con clientes para datos en el grupo de análisis y datos. de Dow. "Anteriormente, los químicos dependían en gran medida de su intuición y de la consulta de catálogos para identificar moléculas".

Con SmartSearch, los químicos de Dow pueden filtrar muy rápidamente "la disponibilidad química, física y comercial, el impacto en la salud y las propiedades de seguridad de una molécula o conjunto de moléculas que pueden ser adecuadas para una aplicación determinada", explica el director de TI. Todo en el espacio de unos minutos.

Como parte del proyecto piloto de pulpa, CAS SciFinder, por ejemplo, ayudó a Dow a identificar un conjunto de entre 8 y 12 moléculas más seguras y sostenibles como posibles candidatas para reemplazar el compuesto que el fabricante quería reemplazar. Desde entonces, Dow ha reducido esa lista a dos o cuatro opciones moleculares y planea comercializar una de ellas dentro de uno o dos años, dice Nathan Wilmot. "Esto elimina mucho tiempo de experimentación... y acelera enormemente nuestra investigación".

Datos del Chemical Abstracts Service y la IA para explotarlos

El Chemical Abstracts Service se fundó en 1903 como un recurso para químicos de todo el mundo. Es el "custodio" de un registro que contiene más de 200 millones de sustancias indexadas y seleccionadas de diversas fuentes, incluidas patentes y notas de reuniones, según una portavoz del CAS. SmartSearch for Dow utiliza la tecnología de búsqueda patentada CAS SciFinder y la combina con una plataforma de gráficos de conocimiento de más de 2,5 mil millones de entidades y más de 20 mil millones de relaciones químicas, según Venki Rao, CTO de CAS.

Contenido explotado en particular por las modernas tecnologías de procesamiento del lenguaje natural (NLP) y redes neuronales, añade el CTO, para quien la unión de la plataforma CAS y las modernas tecnologías de IA ofrece a Dow nuevas capacidades para potenciar su I+D y alcanzar sus futuros objetivos comerciales.

La asociación entre Dow y Chemical Abstracts Service existe desde hace muchos años, pero la empresa la reforzó con la creación de SmartSearch para Dow, explica Nathan Wilmot, que no quiso precisar en qué direcciones la empresa pretende ampliar ahora esta colaboración. Incluso si parece probable que el uso de la IA en I+D transforme la industria química. Porque hay millones de moléculas y encontrar una que tenga un uso único mediante la tecnología digital parece ser un acelerador de la innovación en el sector. En cualquier caso, el fenómeno tendrá un profundo impacto en las actividades de Dow, asegura Nathan Wilmot. “Hemos trabajado estrechamente con CAS como socio de innovación específicamente en esta área desde 2019 y 2020, cuando comenzaron a actualizar su modelo y establecer una organización orientada a servicios”, explica el director de TI.

“Ya no busco una aguja en un pajar”

Los químicos de Dow continúan creando su propia base de datos de productos químicos y enriqueciéndola con experiencia de CAS para "tomar mejores decisiones", resume Nathan Wilmot. SmartSearch for Dow se utiliza actualmente en una serie de proyectos en los sectores de plásticos, siliconas y poliuretanos, así como en muchas soluciones industriales, señala el director de TI. En cualquier momento, entre 10 y 12 empleados del grupo trabajan en esta solución colaborativa.

"En lugar de buscar una aguja en un pajar, SmartSearch nos permite encontrar la mejor molécula en función de los datos que tenemos", continúa Nathan Wilmot. Podemos hacer llegar estos datos a todos los investigadores para que puedan encontrar los mejores objetivos disponibles (los materiales más duraderos, más rentables y de mejor rendimiento) lo más rápido posible, lo que nos brinda una ventaja competitiva. »