AI技术正在改变科学领域

AI知识库· 2023-07-27 08:40:02

未来,研究实验室将利用AI的转化潜力来解决棘手问题,加速科学发现。


未来的科学实验室可能没有飞行机器人、有思维的AI助手或类似钢铁侠和绿巨人这样的超人科学家。尽管它们可能不会达到科幻小说的境地,但是在现实世界中它们所能实现的东西也同样令人印象深刻。


从几小时内研发新药到虚拟“瞬间移动”,这里介绍几种实验室未来可能的进化方式。


更快地综合信息


每年发布近180万篇论文,每个人每秒产生1.7兆字节的数据。那么我们该如何理解这些数据呢?


答案是AI。它可以识别人类会忽略的数据集中的模式和联系。事实上,AI已经能够产生人类科学家没有想到的假设。


例如,SciSpace开发的AI助手帮助研究人员更快地阅读和理解研究论文。IBM的地理空间映射AI系统可以分析大量的卫星图像,以前所未有的准确性检测和预测环境变化,如森林砍伐或干旱。


这只是个开始。我们很快将看到AI被用于回答以前无法回答的问题,例如生命是如何起源的、混沌的真正本质或环境如何影响我们的基因。许多这样的问题由于复杂性或缺乏数据而没有得到解答。AI分析大量数据、找出模式和联系的能力将是解锁这些深奥问题答案的关键。


加速药物研发


AI正在改变药物研发的游戏规则,使其更快速和高效。例如,研究人员使用DeepMindAI创建了合成“注射器”,直接将抗肿瘤化合物注入细胞中。这个过程通常需要数年时间,但在46天内就取得了成功。DeepMind还预测了几乎所有已知蛋白质的形状,并且似乎做到了相当高的准确性,这是药物研发中一个关键步骤,以前需要多年的实验室工作。


另一个重大突破是在2023年1月,AbSci首次使用零样本生成AI在体内创建和验证了新颖抗体。传统上,抗体是使用现有抗体或模板创建的,这可能非常耗时。在体外方法可以将此时间从6年缩短到18-24个月。


随着AI变得更加复杂,我们可以期待它在实验室科学中扮演更加重要的角色。临床试验可以缩短并模拟以确定功效和毒性,减少对动物实验的需求。这可能非常适用于癌症靶点识别和新药发现。


无处不在


想象一下在科学实验室中没有实际在那里的情况下,你也能够在那里。虚拟现实技术与AI相结合,可能会让这一想象成为现实。科学家可以在虚拟现实中进行实验,并操纵分子或材料的数字模型,同时实时监测结果。


但不仅仅是虚拟现实将改变游戏规则。加拿大安大略省西部大学的研究人员已经完成了世界上第一次国际全息传送。这项被称为Holoport的技术使用特殊的摄像机创建一个主体的全息图像,然后使用hololens或者说是VR设备接收到远处的另一个人。如果双方都戴着这个hololens,他们可以虚拟互动。不过,物理触摸是该团队正在努力克服的限制。


未来,我们可能会看到类似Holoport技术在实验室科学中变得普遍,使科学家能够立即与世界各地的同事合作。他们可以传输实验室设备的全息图像或实时观察世界另一侧的实验结果。这可能会导致更多的国际合作、更快的科学突破和更少的碳排放科学社区。



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