Ein Glas Wein ist ein komplexer chemischer Mikrokosmos. Obwohl wir uns seit Jahrhunderten mit Wein beschäftigen und so viel Wissen darüber angehäuft haben, ist ein großer Teil der enthaltenen Moleküle noch immer unbekannt.

Weinkennerinnen und -kenner mögen einwenden, dass sie eine Vielzahl an Aromen allein an Geschmack und Geruch erkennen. Doch egal wie viel wir über Aroma und Mundgefühl eines Weins wissen, die Frage, welche Substanzen konkret enthalten sind, lässt sich bis heute nur unvollständig beantworten. In einer exemplarischen Untersuchung eines Weißweins aus Rheinhessen konnte fast jede zweite Substanz im analysierten Glas nicht identifiziert werden – trotz moderner Analytik und umfangreicher Datenbanken.

Mit KI Wein und Universum entschlüsseln

Damit ist das Glas Wein ein gutes Beispiel für ein allgemeines Problem der Chemie: Moderne analytische Verfahren wie Gas-Chromatografie und Massenspektrometrie können zwar eine Vielzahl an Stoffen detektieren, stoßen aber irgendwann an ihre Grenzen. Ähnlich wie im Wein ist auch in unserem Universum ein Großteil der Moleküle und Substanzen noch unbekannt. Genau diese Lücke soll nun mithilfe von KI geschlossen werden.

Denn es existieren zwar große Datenbanken, die mehr als eine Milliarde chemischer Strukturen enthalten. Solche Strukturen genau aufzuschlüsseln gleicht allerdings einer detektivischen Puzzle-Arbeit und ist extrem zeitaufwendig. Schon in den 1960er-Jahren entstand mit dem Dendral-Projekt die Vision, diesen Prozess zu automatisieren. Damals scheiterte das Projekt an der Komplexität der Chemie und an mangelnder Rechenleistung.

Heute jedoch haben sich die Voraussetzungen grundlegend geändert: Leistungsfähige Rechner, große Datensätze und selbstlernende KI-Modelle ermöglichen neue Ansätze.

Verena Tang ist Chemikerin und Redakteurin bei »Spektrum der Wissenschaft«. Im Gespräch mit Moderator Marc Zimmer erklärt sie, was ein Glas Wein über unser Verständnis vom Universum verrät und wie KI helfen könnte, bislang unbekannte Substanzen zu identifizieren.