Computersimulationen und Künstliche Intelligenz – ein „Booster“ für die Molekülforschung
In der neuen Kooperation „SIMPLAIX“ arbeiten Forschende aus dem HITS, der Universität Heidelberg und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) daran, die Herausforderungen bei der Simulation von Biomolekülen und molekularen Materialien anzugehen. Sie bündeln dabei ihre Expertise in Computersimulationen auf mehreren Skalen und auf dem Gebiet des maschinellen Lernens. Die Kooperation wird durch die Klaus Tschira Stiftung gefördert.
Molekulare Mechanismen und das Design von Molekülen und Materialien für gezielte Anwendungen werden traditionell mit physikalisch basierten Modellierungen und Simulationen erforscht. Diese haben die moderne Wissenschaft und Technologie revolutioniert. Die Wissenschaft kommt jedoch an ihre Grenzen, wenn sie die unendlich komplexen und variablen Strukturen und Eigenschaften molekularer Systeme auf unterschiedlichen Skalen, also vom Nano- bis zu Mikrometerbereich, abbilden, erforschen und analysieren will. Hier bieten datengesteuerte und maschinelle Lernmethoden einen vielversprechenden Ansatz.
Deshalb haben das Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS), die Universität Heidelberg und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die Kooperation „SIMPLAIX“ ins Leben gerufen. Sie wollen die Expertise der drei Partnerinstitutionen bündeln, um die Herausforderungen bei der Überbrückung der Skalen bei der Simulation von Biomolekülen und molekularen Materialien durch Multiskalensimulation und maschinelles Lernen anzugehen.
In SIMPLAIX werden in acht multidisziplinären, interinstitutionellen Forschungsprojekten komplexe Biomoleküle und molekulare Materialien untersucht, wie zum Beispiel der Schutz vor Schäden in Kollagen-Geweben durch sogenannte Radikale. In weiteren Projekten geht es um die Anwendung maschinellen Lernens für unterstützte organische Elektronikmaterialien, die Beschleunigung klassischer Simulationen oder quantenchemische Berechnungen durch maschinelles Lernen und die Erstellung von Prognosen, an welchen Stellen anorganische und organische Materialien unter Krafteinwirkung reißen.
SIMPLAIX wird von den HITS-Forscherinnen Rebecca Wade und Frauke Gräter koordiniert. Das Projekt wird von der Klaus Tschira Stiftung ermöglicht und von den drei beteiligten Institutionen unterstützt. Im Laufe der Initiative werden acht junge Forschende für die Projekte eingestellt. Einige Stellen sind bereits besetzt. Die offizielle SIMPLAIX-Eröffnungsveranstaltung findet am 12. April 2022 im Studio Villa Bosch, Heidelberg, statt.
Weitere Informationen: www.simplaix.org
Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Rebecca Wade
Molecular and Cellular Modeling Group (MCM)
Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS)
Medienkontakt:
Dr. Peter Saueressig
Head of Communications
Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS)
peter.saueressig@h-its.org
Über das HITS
Das HITS (Heidelberger Institut für Theoretische Studien) wurde 2010 von dem Physiker und SAP-Mitbegründer Klaus Tschira (1940-2015) und der Klaus Tschira Stiftung als privates, gemeinnütziges Forschungsinstitut gegründet. Es betreibt Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, der Mathematik und der Informatik. Zu den Hauptforschungsrichtungen zählen komplexe Simulationen auf verschiedenen Skalen, Datenwissenschaft und -analyse sowie die Entwicklung rechnergestützter Tools für die Forschung. Die Anwendungsfelder reichen von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik. Ein wesentliches Merkmal des Instituts ist die Interdisziplinarität, die in zahlreichen gruppen- und disziplinübergreifenden Projekten umgesetzt wird. Die Grundfinanzierung des HITS wird von der Klaus Tschira Stiftung bereitgestellt.