Учёные из Швеции и Великобритании создали систему, которая способна самостоятельно вести значительную часть биологического исследования. ИИ формулирует гипотезы, предлагает эксперименты, передаёт инструкции роботизированному оборудованию и использует полученные результаты для выбора следующих опытов. Подробнее – в материале El.kz.
Систему испытали на дрожжах Saccharomyces cerevisiae. В ходе экспериментов она обнаружила несколько взаимодействий между аминокислотами и химическими веществами, которые ранее изучались недостаточно.
Для начала исследователи собрали базу почти из 60 тысяч сведений о дрожжах. В неё вошли данные о связях между генами, химическими веществами и наблюдаемыми признаками клеток. Алгоритм анализировал эти сведения и сопоставлял найденные закономерности с экспериментальными данными.
На этой основе система сформировала 1933 проверяемых предсказания о том, как аминокислоты могут влиять на устойчивость дрожжей к химическим воздействиям. Дальше к процессу подключались несколько ИИ-агентов, каждый из которых выполнял свою часть задачи.
От гипотезы до лабораторного опыта
Один из агентов на базе GPT-4o составлял план эксперимента. Другой выбирал подходящий вариант, после чего ещё один агент переводил план в инструкции для лабораторного оборудования.
Роботы смешивали вещества, выращивали культуры около 20 часов и измеряли изменения роста клеток и концентрации веществ внутри них. Каждый вариант проверяли на десяти отдельных культурах, а результаты вместе с гипотезами и планами сохраняли в общей базе.
Часть предсказаний подтвердилась. Например, система предположила, что аргинин усилит действие кофеина: совместное воздействие сильнее снижало рост дрожжей, чем каждое вещество отдельно.
Неудачные эксперименты тоже пригодились
Некоторые гипотезы оказались ошибочными. Система ожидала, что лизин снизит устойчивость дрожжей к высокой концентрации сахара, однако вещество заметно защищало клетки. В опытах с муравьиной кислотой также появились результаты, которые не позволяли подтвердить исходные предположения.
Такие эксперименты сохранялись в общей базе вместе с остальными данными. Благодаря этому система могла учитывать предыдущие результаты при планировании следующих опытов и обнаруживать случаи, когда нужный эксперимент уже фактически проводился.
Что пока делают люди
Лаборатория ещё требует участия исследователей. Люди готовили исходные растворы, переносили часть планшетов между отдельными установками и проверяли планы экспериментов на безопасность.
При этом выбор гипотез и разработка большинства процедур могли выполняться автоматически. Система сама связывала результаты предыдущих опытов с новыми гипотезами и определяла, какие эксперименты имеет смысл провести дальше.
Исследование пока ограничено дрожжами и сравнительно простыми биологическими задачами. Полученные результаты показывают, как ИИ может участвовать сразу в нескольких этапах экспериментального процесса, сохраняя связь между гипотезой, опытом и последующим выбором направления исследования.
El.kz также писал о том, как ИИ помог певцу вернуться на сцену и вновь обрести голос.
