2023年31篇(共381篇)原創(chuàng)文章
在合成生物領域,學者們經常把構想的細胞工廠與現在的汽車工廠做類比。自動駕駛實驗室(SDL,Self-driving
labs),也是基于這種類比之上的思路。
SDL指的是:自動化機器人平臺、數據收集與AI相結合,通過人工智能處理實驗數據,以決定下一組實驗的執(zhí)行方案。美國勞倫斯伯克利國家實驗室Hector G Martin等人,發(fā)表在期刊Current Opinion in Biotechnology上的研究論文Perspectives for self-driving labs in synthetic biology,討論了為合成生物學創(chuàng)建SDL的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。優(yōu)勢顯而易見:自動化平臺的成熟和機器學習(ML)方法的可用性,能夠創(chuàng)建多個SDL(或幾乎完全自動化的流程)。更具有想象力的是:SDL具備自動構建科學知識的能力。SDL從先前的知識(定律、理論和實驗數據)和外部資源中汲取經驗,并對未來的實驗進行改進。盡管像GTP-3這樣的大規(guī)模語言模型可以執(zhí)行模式匹配,但依然需要科研人員做大量工作,才能把經典符號推理系統(tǒng)與深度學習方法結合起來。自動化技術、人工智能算法、數據管理的局限性等,都阻礙了理論邁向實踐的步伐。化學和材料科學SDL中的自動化過程,只是合成生物學所需過程的一個子集。典型的分子生物學過程,例如通過電穿孔、集落拾取、電鍍和生長的細胞轉化。
雖然可以通過液體處理器和其他儀器實現,但很難以SDL要求的無縫方式連接在一起。
為了使SDL在合成生物學中成為現實,需要進行長期投資,才可能實現合成生物學全過程的無縫運行和自動化。
其次,只有利用和產生可推斷知識的能力,才能從大量的SDL中獲得效益。這里需要新的AI算法。
更重要的是,數據管理是自動化和人工智能算法之間的一個關鍵環(huán)節(jié)。
沒有數據就沒有人工智能,沒有人工智能就沒有SDL。
最后,突破SDL障礙的能力,來自于 “人工”的智能。
我們需要讓計算機科學家、自動化工程師與分子和合成生物學家,打破技術和認知的藩籬,優(yōu)勢互補、精誠合作。
坦白講,讓這一群各行業(yè)中的技術天才一起工作,不僅要接受其他人的工作也非常有價值,自己的工作如果沒有其他人的配合就無法顯現出價值——
科學家們突破學科邊界地合作,是一個社會學問題,恐怕比SDL在生物學中面臨的技術問題,更有挑戰(zhàn)。
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