Umelá inteligencia dokáže urobiť až 10 000 biologických experimentov denne

Vedecká práca si často vyžaduje prehľadávanie obrovského množstva údajov, čo je pre ľudí nesmierne náročná úloha, ale pre umporazenýchelú inteligenciu je to hračka. Nová platforma s názvom BacterAI dokáže denne vykonať až 10 000 experimentov, aby sa naučila viac o baktériách. Ľudské telo je domovom obrovského množstva mikróbov, ktoré pokrývajú takmer každý povrch zvonka aj zvnútra. Mnohé z nich sú životne dôležité pre špecifické telesné funkcie, iné spôsobujú choroby. Výskumníci stále odhaľujú, ako neoddeliteľne je naše zdravie spojené s mikrobiómom, ale skúmanie veľkého množstva údajov je náročná úloha.

„O väčšine baktérií, ktoré ovplyvňujú naše zdravie, nevieme takmer nič,“ povedal Paul Jensen, autor novej štúdie. „Pochopenie toho, ako baktérie rastú, je prvým krokom k úpravám nášho mikrobiómu.“ Keďže umelá inteligencia je obzvlášť dobrá pri spracovaní obrovských súborov údajov a hľadaní vzorcov, vedci ju nasadili do práce pri analýze údajov o baktériách. Vo všeobecnosti ide o vkladanie existujúcich súborov údajov do modelov strojového učenia, ale to nie je možné pri druhoch, o ktorých jednoducho nie je k dispozícii veľa údajov. A treba vziať do úvahy, že približne 90 % baktérií bolo preskúmaných len málo alebo vôbec.

Výskumníci z Michiganskej univerzity preto vyvinuli platformu BacterAI, ktorá študuje baktérie bez predchádzajúcich znalostí. Vytvára si od základu vlastný súbor údajov tak, že navrhuje experimenty pre laboratórne roboty, ktoré sa vykonávajú jeden po druhom, pričom výsledky každého z nich sa použijú ako informácie v ďalšom. BacterAI nakoniec dokáže svoje zistenia pretransformovať do súboru logických pravidiel, ktoré môžu ľudskí vedci pochopiť a ďalej ich testovať.

Pri demonštrácii technológie bol BacterAI zapojený do práce pri skúmaní metabolizmu dvoch bežných ústnych baktérií – Streptococcus gordonii a Streptococcus sanguinis. Ide o identifikáciu špecifickej kombinácie aminokyselín, ktoré tieto baktérie konzumujú zo súboru 20 aminokyselín podporujúcich život. Táto úloha si vyžaduje roztriedenie viac ako milióna možných kombinácií.

BacterAI dokázal každý deň otestovať niekoľko stoviek kombinácií aminokyselín, vybrať najsľubnejšie z nich a tie sledovať v ďalších experimentoch. Denne vykonával až 10 000 experimentov a po deviatich dňoch dokázal urobiť presné predpovede v 90 % prípadov. Tím dúfa, že BacterAI sa bude dať použiť na urýchlenie objavov o baktériách, ktoré by následne mohli slúžiť na vývoj nových liekov alebo iných užitočných molekúl. Výskum bol uverejnený v časopise Nature Microbiology.

Zdroj: newatlas.com.