俄勒冈州立大学工程学院的研究人员利用人工智能的力量来帮助保护蜜蜂免受杀虫剂的侵害。化学工程助理教授 Cory Simon和计算机科学副教授Xiaoli Fern领导了该项目，该项目涉及训练机器学习模型，以预测任何提议的新除草剂、杀菌剂或杀虫剂是否会对蜜蜂有毒。化合物的分子结构。

这项发现发表在《 化学物理学杂志》特刊“人工智能化学设计”的封面 上， 这一发现至关重要，因为许多水果、坚果、蔬菜和种子作物都依赖蜜蜂授粉。

如果没有蜜蜂来传递繁殖所需的花粉，美国将有近 100 种经济作物消失。据估计，蜜蜂对全球经济的影响每年超过 1000 亿美元。

“农药广泛用于农业，可以提高作物产量并提供粮食安全，但农药会伤害蜜蜂等非目标物种，”西蒙说。“而且由于昆虫、杂草等最终会产生抗药性，因此必须不断开发新的杀虫剂，这些杀虫剂不会伤害蜜蜂。”

研究生 Ping Yang 和 Adrian Henle 使用来自农药暴露实验的蜜蜂毒性数据，涉及近 400 种不同的农药分子，来训练一种算法来预测一种新的农药分子是否会对蜜蜂有毒。

“该模型通过分子图上的一组随机游走来表示农药分子，”杨说。

随机游走是描述任何蜿蜒路径的数学概念，例如农药的复杂化学结构，其中沿着路径的每一步都是由偶然决定的，就像掷硬币一样。

杨解释说，想象一下，你正沿着农药的化学结构漫无目的地漫步，通过将化合物结合在一起的键从一个原子到另一个原子。您沿随机方向旅行，但要跟踪您的路线、您访问的原子序列和键。然后你开始使用不同的分子，将这一系列的曲折与你之前所做的进行比较。

杨说：“如果两个分子具有相同的原子和键序列，那么该算法就会声明它们是相似的。” “我们的模型作为蜜蜂毒性实验的替代品，可用于快速筛选拟议的农药分子的毒性。”