Umelá inteligencia vykoná denne až 10 000 experimentov na baktériách
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 10. 5. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedecká práca často zahŕňa preosievanie obrovského množstva údajov, čo je úloha, ktorá je pre ľudí v drvivej väčšine náročná, no pre umelú inteligenciu je to hračka. Nová platforma s názvom BacterAI dokáže vykonať až 10 000 experimentov denne, aby seba a samozrejme aj vedcov naučila viac o baktériách.
Ľudské telo je domovom biliónov mikróbov, ktoré pokrývajú takmer každý povrch zvnútra aj zvonka. Mnohé z nich sú životne dôležité pre špecifické telesné funkcie, zatiaľ čo z mnohých iných je človek chorý. Výskum pokračuje v odhaľovaní toho, ako je naše celkové zdravie neoddeliteľne spojené s našimi mikrobiómami, ale správa a skúmanie príslušných údajov zostáva skľučujúcou úlohou.
„Nevieme takmer nič o väčšine baktérií, ktoré ovplyvňujú naše zdravie,“ povedal Paul Jensen, zodpovedajúci autor novej štúdie. „Pochopenie toho, ako baktérie rastú, je prvým krokom k prepracovaniu nášho mikrobiómu“.
Umelá inteligencia je obzvlášť dobrá pri manipulácii s obrovskými súbormi údajov a hľadaní vzorov, takže vedci ju samozrejme zapojili do práce pri analýze údajov o baktériách. Vo všeobecnosti to zahŕňa vkladanie existujúcich súborov údajov do modelov strojového učenia. No to nepomáha pre druhy, kde jednoducho nie je k dispozícii veľa údajov. A je to veľa druhov, vzhľadom na to, že približne 90 % baktérií nedostalo žiadnu alebo len minimálnu štúdiu.
Výskumníci z Michiganskej univerzity teraz vyvinuli novú platformu s názvom BacterAI, ktorá dokáže študovať baktérie bez predchádzajúcich znalostí. Vytvára svoj vlastný súbor údajov od nuly tým, že navrhuje experimenty pre laboratórne roboty, ktoré môžu bežať jeden po druhom, pričom výsledky každého z nich informujú toho druhého. Nakoniec môže svoje zistenia destilovať do súboru logických pravidiel, ktoré môžu ľudskí vedci pochopiť a ďalej testovať.
V demonštrácii tejto technológie bola platoforma BacterAI zapojená do práce pri zisťovaní metabolizmu dvoch bežných orálnych baktérií – Streptococcus gordonii a Streptococcus sanguinis. To zahŕňa identifikáciu špecifickej kombinácie aminokyselín, ktoré baktérie jedia zo sady 20-tich, ktoré podporujú život. Je to úloha, ktorá si vyžaduje triedenie cez milión možných kombinácií.
Platforma umelej inteligencie BacterAI dokázala každý deň otestovať niekoľko stoviek kombinácií aminokyselín, pričom vybrala tie najsľubnejšie kombinácie a sledovala ich v nasledujúcich experimentoch. Vykonávala až 10 000 experimentov denne a po deviatich dňoch bola schopná robiť presné predpovede v až 90-tich percentách prípadov.
„Keď sa dieťa učí chodiť, nepozerá sa len na dospelých, ako chodia a potom povie „Ok. Mám to,“ postaví sa a začne chodiť. Najprv sa deti motajú a robia pokusy a omyly,“ povedal Jensen. „Chceli sme, aby naša platforma umelej inteligencie urobila kroky a spadla, aby prišla s vlastnými nápadmi a robila chyby. Každým dňom je to o niečo lepšie, o niečo múdrejšie“.
Tím dúfa, že platforma BacterAI môže byť použitá na urýchlenie objavov o baktériách, čo by zase mohlo smerovať k vývoju nových liekov alebo iných užitočných molekúl.
Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Nature Microbiology.
