Forskare på Chalmers och Göteborgs universitet har utvecklat en AI-metod som förenklar identifieringen av giftiga kemikalier – enbart utifrån molekylernas struktur. Metoden kan bidra både till bättre kontroll av den ständigt växande mängden olika kemikalier i samhället, och till att minska det stora antalet laboratorietester som utförs på djur runtom i världen.

Kemikalieanvändningen i samhället är omfattande, i allt från vardagliga hushållsprodukter till industriella processer. Många av kemikalierna når våra vattendrag och ekosystem och orsakar i förlängningen en mängd negativa effekter hos både människor och andra organismer. Ett aktuellt exempel är ämnesgruppen PFAS, som bland annat förekommer i brandskum och många konsumentprodukter, och som återfunnits i både grund- och dricksvatten.

Dessa problem uppstår trots omfattande regleringar för kemikalier och krav på tidskrävande laboratorietester som ofta innebär djurförsök. Enbart inom EU används mer än två miljoner djur årligen för att uppfylla diverse regelverk. Nya kemikalier tas dessutom fram i snabb takt, och en stor utmaning ligger i att tidigt avgöra vilka som är så toxiska för människor eller miljön att användningen måste begränsas.

Värdefull hjälp när kemikalier utvecklas

Göteborgsforskarnas nya metod gör det möjligt att bedöma molekyler snabbt och kostnadseffektivt med hjälp av artificiell intelligens. Det kan bidra både till att fler kemikalier blir undersökta – så att de som är giftiga kan upptäckas i tid – och att beroendet av djurförsök minskar.

– Med vår metod går det att bedöma om ett ämne är giftigt enbart utifrån dess kemiska struktur. Vi har utvecklat och förfinat metoden genom analyser av omfattande information från laboratorietester som gjorts tidigare. Den stora mängden data gör att metoden kan användas för kemikalier som ännu inte testats, säger Mikael Gustavsson, forskare på institutionen för matematiska vetenskaper vid Chalmers, och på institutionen för biologi och miljövetenskap vid Göteborgs universitet.

– Det finns idag fler än 100 000 kemikalier på marknaden, men bara en liten andel har en klarlagd giftighet för människor och miljön. Att bedöma och testa alla sorters kemikalier med dagens system är därför inte realistiskt. Vi ser att vår metod kan vara ett nytt alternativ, säger Erik Kristiansson, professor på institutionen för matematiska vetenskaper på Chalmers och på Göteborgs universitet.

Forskarna bedömer att metoden kan bli mycket användbar inom miljöforskningen, liksom hos myndigheter och företag som använder eller utvecklar nya kemikalier. De har därför gjort den öppen och allmänt tillgänglig.

Bredare och mer träffsäker än dagens beräkningsverktyg

Det finns beräkningsbaserade verktyg för att hitta giftiga kemikalier sedan tidigare, men de har hittills haft för smala användningsområden eller för låg precision för att kunna ersätta laboratorietester i någon större utsträckning. I forskarnas studie jämförde de sin metod med tre olika befintliga beräkningsverktyg som ofta används idag, och kunde konstatera att den nya metoden både har högre träffsäkerhet och bredare användningsområde.

– Den typen av AI som vi använder bygger på avancerade metoder för djupinlärning, säger Erik Kristiansson. Den blir kraftfullare ju mer data från experiment den får tillgång till, och kommer att kunna ge betydligt bättre beräkningsbaserade system för att förutsäga giftigheten hos kemikalier. Redan nu presterar vår metod väl så bra som dagens verktyg.

Forskarnas bedömning är att AI-system därmed kommer att kunna ersätta laboratorietester allt mer.

– Det skulle innebära att antalet djurförsök kan minska, liksom kostnaderna för testning. Möjligheten till snabb förhandsgranskning av molekyler kan göra det lättare att utveckla nya och säkrare kemikalier, bland annat för att ersätta befintliga ämnen som är giftiga. Vi tror därför att AI-baserade metoder kan vara till stor hjälp för att undvika negativ kemikaliepåverkan på människor och ekosystem i framtiden, säger Erik Kristiansson.

Mer om: den nya AI-metoden
Metoden baseras på så kallade transformerare (transformers på engelska), en AI-modell för djupinlärning som från början utvecklades för språkbehandling. Transformerare används exempelvis i Chat GPT, där förkortningen står för Generative Pre-trained Transformer – generativ föranpassad transformerare.

Modellen har nyligen visat sig vara mycket effektiv även för att utvinna information från kemiska strukturer. Transformatorer kan identifiera egenskaper hos molekylers struktur som orsakar giftighet, på ett mer sofistikerat sätt än vad som varit möjligt tidigare.

Med hjälp av denna information kan molekylens toxicitet sedan förutsägas av ett så kallat djupt neuralt nätverk. Neurala nätverk och transformatorer tillhör den typ av AI som förbättrar sig själv kontinuerligt genom att använda träningsdata – i det här fallet stora mängder data från tidigare laboratorietester av tusentals olika kemikaliers effekter på olika djur och växter.

Mer om: forskningen
Studien Transformers enable accurate prediction of acute and chronic chemical toxicity in aquatic organisms är publicerad i tidskriften Science Advances. Den är utförd av Mikael Gustavsson och Erik Kristiansson på Chalmers och Göteborgs universitet, Styrbjörn Käll, Juan S. Inda-Diaz och Sverker Molander på Chalmers, samt Patrik Svedberg, Jessica Coria och Thomas Backhaus på Göteborgs universitet.

För mer information, kontakta:

• Erik Kristiansson, professor på institutionen för matematiska vetenskaper vid Chalmers och vid Göteborgs universitet, 031-772 35 21, erik.kristiansson@chalmers.se
• Mikael Gustavsson, forskare på institutionen för matematiska vetenskaper vid Chalmers, och på institutionen för biologi och miljövetenskap vid Göteborgs universitet, 031-772 53 80, mikael.gustavsson@bioenv.gu.se

Båda forskarna talar svenska och engelska. På Chalmers har vi poddcast-studior och filmutrustning på plats och kan bistå förfrågningar om tv-, radio- eller poddintervju.

Johanna Wilde
Presskommunikatör
031-772 2029
johanna.wilde@chalmers.se

________________

Chalmers tekniska högskola i Göteborg forskar och utbildar inom teknik och naturvetenskap på hög internationell nivå. Universitetet har 3 100 anställda, 10 000 studenter och utbildar ingenjörer, arkitekter och sjöbefäl.

Med vetenskaplig excellens som grund utvecklar Chalmers kompetens och tekniska lösningar för en hållbar värld. Genom globalt engagemang och entreprenörsanda skapar vi innovationskraft, i nära samarbete med övriga samhället. 

Chalmers grundades 1829 och har än idag samma motto: Avancez – framåt.

—

Det är tillåtet att ladda ner, sprida och använda bifogade bilder och illustrationer, om inget annat anges, för publiceringar i samband med Chalmers pressmeddelanden så länge Chalmers och fotograf/illustratör står med som upphovsperson där möjlighet ges. Det är tillåtet att beskära och justera i materialet för att anpassa format för publikation men det är ej tillåtet att omarbeta originalet på ett sådant sätt att det ändrar den ursprungliga innebörden. Materialet är avsett att användas i redaktionellt syfte. Kommersiell användning, som del i marknadsföring av varor och tjänster, är inte tillåten.

Vi vill att Chalmers och våra fotografer och illustratörer namnges i samband med publicering där det är möjligt enligt följande modell:

• Foto: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn
• Grafik/Illustration: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn

Taggar:

Maj inleds med varmare temperaturer men april blev betydligt kallare än normalt, vilket påverkade elpriset. Under april kvarstod uppvärmningsbehovet och i kombination med perioder av lite vind och planerad underhåll av kärnkraftverken gör att månadsmedelpriset landade i samma härad som mars månad. Kylan har bidragit till att den årliga vårfloden som fyller på vattenkraftens magasin är ett par veckor försenad.

Under månaden har priserna fortsatt svänga kraftigt och det har varit stora prisskillnader. I SE4 (södra Sverige) var det som lägst ett pris på -63 öre/kWh och som högst 210 öre/kWh för en enskild timme. Elpriserna på den nordiska elbörsen Nord Pool (exklusive påslag och moms) blev för april 50 – 62 öre/kWh i alla elområden.

– Vi går mot en period med ökad tillgång av energi, det blir varmare och elanvändningen minskar vilket minskar elkostnaden. Fortsatt kyla i fjällområdena gör att vårfloden stannat av något men från mitten av maj förväntas värmen bli mer beständig. Då kommer även snösmältningen att komma igång, säger Jonas Stenbeck, privatkundschef Vattenfall Försäljning Norden och fortsätter:

– Behovet av mer uppvärmning hemma är med andra ord fortfarande prioriterat. Har du ett rörligt elprisavtal är det fortsatt bra att vara aktiv och hålla koll på energianvändningen nu när elpriset skiftar så mycket.

Tillgängligheten för kärnkraften i Norden ligger just nu på 56 procent av installerad effekt. Snart återstartas  kärnkraftverken Olkiluoto 3 i Finland och Oskarshamn 3. Service och underhåll på Forsmark 2 beräknas vara klart den 18 maj. En annan god nyhet är att Svenska Kraftnät (SVK) har gett klartecken till en permanent effekthöjning på Forsmark 1 i ett första steg till 1 070MW från nuvarande maxeffekt på 1 014MW.

De geopolitiska oroligheterna och striderna i Mellanöstern har fortsatt negativ påverkan på elmarknaden. Milda väderprognoser i Europa, bra fyllnadsgrad i gaslager samt en stark dollar är dock faktorer som begränsar uppgången av elpriset.

– För dig som vill producera egen el har säsongen för att installera egna solpaneler kommit igång ordentligt. Det är också en bra period att se över isoleringen i fönster och dörrar men även gå igenom alla vitvaror så att de inte drar el i onödan, säger Jonas Stenbeck, privatkundschef Vattenfall Försäljning Norden.  

Se dagsaktuella timpriser på elbörsen . Spotpriset på Nord Pool Spot omfattar inte kostnad för elcertifikat, påslag, energiskatt, moms och elnätskostnader.  

Mer om elmarknaden: 
Se dagsaktuella timpriser på elbörsen 
Privat: Om elmarknaden just nu  Företag: Om elmarknaden just nu

För ytterligare information kontakta: 
Heidi Stenström, pressekreterare Vattenfall, 070-611 81 92, heidi.stenstrom@vattenfall.com

Taggar:

En undersökning av SB Insight visar att endast en tredjedel av de svenska medborgarna tycker att företagen i landet gör tillräckligt för att främja en hållbar utveckling.

Trots ett växande globalt fokus på hållbarhet och miljöfrågor, tycks näringslivets insatser inte möta förväntningarna hos svenska medborgare. Enligt en undersökning anser bara 30% av svenskarna att företagen i Sverige tar ett tillräckligt stort ansvar för hållbar utveckling.

”Det är tydligt att näringslivet behöver stärka sina insatser och sin kommunikation kring hållbarhet för att återvinna folkets förtroende,” kommenterar Erik Elvingsson Hedén som är vd för SB Insight som ligger bakom studien. ”Företag måste inte bara implementera hållbara praxis, utan också aktivt kommunicera detta till konsumenterna.”

Resultatet av undersökningen sänder en stark signal till näringslivet om att öka sin transparens och sina ansträngningar inom hållbarhetsarbetet. Detta är särskilt viktigt i en tid där konsumenter och investerare i allt högre grad vill prioritera miljövänliga och socialt ansvarstagande företag.

”Våra data visar att det finns ett avsevärt gap mellan näringslivets insatser och allmänhetens förväntningar. Detta bör ses som en möjlighet för företag att leda vägen i hållbarhetsfrågor och bygga starkare relationer med kunderna,” avslutar Erik Elvingsson Hedén.

Sustainable Brand Index är Europas största oberoende varumärkesstudie om hållbarhet. Studien har genomförts årligen sedan 2011. I 2024 års studie har ett riksrepresentativt urval av 29 000 svenskar i åldern 16–75 år intervjuats under perioden december 2023 – februari 2024. Totalt 432 varumärken i 36 branscher har bedömts utifrån hur de upplevs prestera inom de 17 globala hållbarhetsmålen. Respondenterna hämtades från Norstats panel.

Erik Elvingsson Hedén
CEO, SB Insight
erik.heden@sb-insight.com
+46 70 865 13 97

SB Insight är en insiktsbyrå och grundare av Sustainable Brand Index. som förser företag och varumärken med beslutsunderlag kring hur hållbarhet påverkar varumärken, kommunikation och affärsutveckling.