Новости

Sep 07, 2023

ИИ может проводить 10 000 микробных экспериментов в день

Эндрю Корселли Команда под руководством доцента Мичиганского университета Пола

Эндрю Корселли

Команда под руководством доцента Мичиганского университета Пола Дженсена, который работал в Университете Иллинойса, когда проект начался, создала систему искусственного интеллекта, позволяющую роботам проводить автономные научные эксперименты — более 10 000 в день — что потенциально может привести к радикальному скачку. вперед в темпах открытий в приложениях от медицины до сельского хозяйства и науки об окружающей среде.

Эта платформа искусственного интеллекта — BacterAI — составила карту метаболизма двух микробов, связанных со здоровьем полости рта, — без какой-либо исходной информации. Бактерии потребляют некоторую комбинацию из 20 аминокислот, необходимых для поддержания жизни, но каждому виду для роста требуются определенные питательные вещества. Команда хотела знать, какие аминокислоты необходимы полезным микробам в нашем рту, чтобы они могли способствовать их росту.

Дженсен дал эксклюзивное интервью Tech Briefs, отредактированное для большей длины и ясности.

Прочтите сейчас, чтобы узнать, как справился с задачей BacterAI и что его движет.

Технические краткие сведения:Что вдохновило вас на исследование?

Дженсен: Мы уже давно интересуемся кариесом. Разрушение зубов вызвано множеством бактерий во рту, которые разрастаются и начинают производить много кислоты из сахара, который мы едим. Мы хотели разработать компьютерные модели этих бактерий и выяснить, что заставляет их жить и расти, но для этого нам нужно было много экспериментальных данных. Итак, мы начали создавать роботизированные системы, которые будут проводить анализы роста, чтобы попытаться выяснить, что именно нужно этим бактериям. Бактериям во рту нужно много странных питательных веществ, чтобы выжить. Мне нравится использовать аналогию: они похожи на детей, которые — когда они впервые выходят из дома и никогда не готовили сами — не умеют ничего готовить, потому что они живут у нас во рту, и мы кормим их три раза в день. . В конечном итоге у них возникают все эти странные потребности в питательных веществах, которых нет у других свободноживущих бактерий.

Итак, мы начали со всех роботов, а затем создали действительно высокопроизводительную роботизированную систему, которая могла проводить тысячи экспериментов в день. И мы быстро обнаружили, что роботы работают быстрее, чем люди. Итак, мы не могли придумать новые эксперименты, которые роботы могли бы проводить каждый день, и не могли обрабатывать все данные, которые роботы производили каждый день. Роботы всегда ждали ученых в лаборатории, чтобы выяснить, какой следующий шаг? Что означает последняя серия экспериментов? Робот большую часть времени сидел, не двигаясь, и мы решили, что единственный способ использовать робота на постоянной основе — это вывести людей из цикла.

Мы начали разрабатывать систему искусственного интеллекта, которая могла бы брать результаты за один день, обдумывать их и придумывать, какой следующий эксперимент лучше всего провести. И как только мы это сделали, люди исчезли из поля зрения, и мы обнаружили, что роботы могут бегать сами по себе. Мы им не нужны для планирования; они на самом деле очень эффективны. Они лучше выбирают эксперименты, чем мы.

Технические краткие сведения:Я уверен, что их было слишком много, чтобы сосчитать, но какая была самая большая техническая проблема, с которой вы столкнулись в ходе работы?

Дженсен: Есть много проблем с контролем качества. Когда мы, люди, заканчиваем эксперимент, мы можем вернуться к нему в конце дня, посмотреть на него и подумать: «Это сработало?» Это то, чего я ожидал? Что-то пошло не так, когда все это готовилось? В этом задействована большая интуиция, и нам пришлось это также автоматизировать, потому что в противном случае мы тратили бы весь день на проверку 10 000 экспериментов каждый день. Так что это была более серьезная задача — на самом деле изучить и выяснить, какие эксперименты следует провести дальше, чтобы выяснить, были ли эксперименты предыдущего дня действительно правильными. Что-то пошло не так? Потому что роботы очень мало знают обо всех других вещах, которые могут происходить биологически. Они просто делают то, что им говорят, и на самом деле не думают о других вещах, которые могли пойти не так до того, как бактерии достигли их или когда мы создаем среду, которую они используют. Все эти вещи нужно было проверять автоматически.