Искусственный интеллект разрабатывает и проводит эксперименты на биологических образцах с рекордной скоростью
Исследователи из OpenAI и Ginkgo Bioworks показали, что модель искусственного интеллекта, работающая в автономной лаборатории, может разрабатывать и проводить реальные биологические эксперименты с беспрецедентной скоростью
Присоединяйтесь к нашему сообществу любителей науки!
Подпишитесь на нашу бесплатную ежедневную рассылку новостейВведите свой адрес электронной почтыЯ соглашаюсь с тем, что моя информация будет обрабатываться в соответствии с Политикой конфиденциальности Scientific American и Springer Nature Limited. Мы используем сторонние сервисы как для проверки, так и для доставки электронной почты. Предоставляя свой адрес электронной почты, вы также даете согласие на передачу этого адреса третьим лицам для этих целей.Зарегистрируйтесь
GPT OpenAI может обобщать исследовательские работы и делать прогнозы-но может ли это помочь науке? Может ли он генерировать гипотезы, проектировать эксперименты, интерпретировать результаты и повторять их? Прошлым летом исследователи из OpenAI и Ginkgo Bioworks, компании, которая разрабатывает и устанавливает автономные лаборатории, управляемые роботами, решили выяснить это.
Хотя системы искусственного интеллекта показали высокие результаты по математике, физике и «В области компьютерных наук биологию сложнее измерить», — говорит Джой Цзяо, руководитель исследований в области естественных наук в OpenAI. «Для чего-то вроде «спроектировать оптимальный эксперимент» правильного ответа не существует. Это то, что мы называем сложной задачей: трудно найти решение, и его также очень сложно проверить.» Это привело команду к экспериментам по разработке искусственного интеллекта с использованием зеленого флуоресцентного белка superfolder (sfGFP), разработанного белок медузы, который является распространенным эталоном, потому что он подает быстрый и недвусмысленный сигнал: он светится зеленым.
В то время как GPT-5 от OpenAI обеспечивал экспериментальные разработки, Ginkgo Bioworks обеспечила то, что ее соучредитель и генеральный директор Джейсон Келли называет «Waymo» в биологии: автоматизированный лабораторная система, в которой исследователи ставят задачу, а искусственный интеллект управляет процессом. Автономная роботизированная лаборатория может быстро проводить эксперименты и работать без постоянного контроля со стороны человека.
О поддержке научной журналистики
Если вам понравилась эта статья, подумайте о том, чтобы поддержать нашу журналистику, отмеченную наградами, подписавшись на нее. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.
Команда исследователей сосредоточила свой эксперимент на бесклеточном синтезе белка (CFPS) — методе получения белков без участия живых клеток. Традиционное биомеханическое производство основано на генетической модификации живых клеток для производства лекарств, таких как инсулин. CFPS производит белки вне клеток, используя собственные механизмы для производства белков в контролируемой смеси.
«Это один из самых быстрых способов производства белков».» — говорит Решма Шетти, главный операционный директор и соучредитель Ginkgo Bioworks. “Вам не нужно клонировать свою ДНК, помещать ее в клетку и ждать, пока клетка вырастет. ” Усовершенствование CFP может иметь значительные последствия для медицины, продовольствия и сельскохозяйственной продукции.
В штаб-квартире OpenAI в Сан-Франциско, штат Калифорния, GPT-5 разрабатывала эксперименты и отправляла их по всей стране в компанию Ginkgo Bioworks robotic systems в Бостоне. По мере повторения GPT-5 анализировал поступающие данные и предлагал новые эксперименты, каждый цикл которых занимал около часа. «За то время, которое потребовалось бы человеку, чтобы выпить кофе, сесть за компьютер, войти в систему и подготовиться к работе, модель могла бы получить данные, проанализировать их и предложить новые эксперименты», — говорит Шетти.
«В начале этого проекта я не знал, сможем ли мы разработать единый эксперимент», — говорит Цзяо. «Я помню, когда пришли результаты экспериментов, реакция обеих сторон была такой: «о, мы получили ненулевое количество белка», и это было несколько удивительно».
После двух месяцев и более чем 36 000 испытаний уникальных реакционных композиций система, управляемая искусственным интеллектом, снизила стоимость производства белка примерно на 40 процентов по сравнению с ранее опубликованными результатами лаборатории биоинженера Майкла Джуэтта в Стэнфордском университете. «Честно говоря, это довольно серьезное дело», — говорит Джуэтт, чья лаборатория опубликовала на прошлой неделе свою собственную контрольную работу в журнале Nature Communications. «Как нам быстрее разрабатывать лекарства, чтобы быстрее доставлять жизненно важные препараты пациентам? Я думаю, что интеграция искусственного интеллекта и автономных лабораторий — один из способов добиться этого.”
Сотрудничество OpenAI и Ginkgo Bioworks также принесло неожиданную новизну. Когда команда предоставила GPT-5 доступ к новым реагентам, «она попыталась использовать их как можно больше», — говорит Цзяо. «Итак, что сделала модель, так это установила количество воды на отрицательное значение.» Начать эксперимент с отрицательным объемом воды невозможно. В лаборатории, когда робототехники Ginkgo Bioworks увидели проблему, они все равно провели эксперименты в несколько большем объеме, чем было указано.
Улучшенная с помощью искусственного интеллекта реакционная композиция теперь доступна в продаже. Что еще более важно, 2 марта компания Ginkgo Bioworks запустила свою облачную лабораторию Ginkgo Cloud Lab, которая позволяет исследователям в любом месте проводить эксперименты в автономных лабораторных системах всего за 39 долларов за запуск. Тем временем Министерство энергетики США финансирует автономную лабораторию из 97 роботов в Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории в штате Вашингтон. Лаборатория будет построена компанией Ginkgo Bioworks, и планируется, что она начнет функционировать к 2030 году. «Одних моделей [искусственного интеллекта] недостаточно», — говорит Шетти. «Вам нужны модели в паре с лабораториями, которые могут провести экспериментальную проверку».
Оцените материал: