机器人科学家是自动化越来越多运用于科学研究的自然衍生品。它们能自主研发,分析观察结果以验证假说,运用实验室机器人技术进行试验,解释实验结果以修正假说,如此循环往复,自动进行以假设为主导的研究。同时,机器人科学家也很适用于记录科学知识。由于试验的构思和执行都是由计算机自动完成的,因此它可以全面捕捉和数字化搜索科学过程的各个方面。
亚当
诞生背景:剑桥大学和阿伯里斯特威斯大学的科学家们创造了一个完全自动化科学过程的计算机系统,并为之取名“亚当”。这项研究由生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)资助,于2009年4月3日发表在《科学》杂志上。
主要工作:对复杂数据的管理和分析,和对这些数据进行推理并就生物如何工作提出建议。
工作目的:找到哪些基因在酵母中对哪些酶进行编码。
工作过程:提出假设,设计实验验证假设,进行实地实验,分析结果,提出新的假设,直到它满意。
亚当代替了人类科学家进行生物实验,并详细记录每个细节。人类科学家仍然在独立检查亚当的结果,然后才会相信这些结果,但在未来,他们就会交给机器人科学家来验证彼此的假设。
夏娃
诞生背景:2015年2月4日,亚当的研究团队在英国皇家学会期刊《界面》撰文称,人工智能机器人科学家夏娃可以加速新药研发进程和降低研发成本。
主要工作:大规模排除对细胞有毒性的化合物,并选择那些阻止寄生虫蛋白质活动的化合物,同时不伤害任何同等的人类蛋白质。
工作目的:寻找新的更廉价的药物来对抗疟疾和血吸虫病等疾病。
工作过程:首先,她可以以标准的蛮力的传统大规模筛选方式系统地检测每种化合物。这种筛选方法比目前标准的筛选方法更快捷,成本也更低。“夏娃”同时使用多种类型的测定法和更有效地利用检查设施,这就增加了一定预算内发现新潜在药物的概率。为了改善这一过程,夏娃通过随机选择的方法来发现通过第一轮检测的化合物,通过第一次筛选后还要反复测试多次来减少错误概率。选取这些确定通过筛选的药物,夏娃运用统计数据和计算机来根据实验结果预测化合物的最佳结构。尽管目前她还不具备合成这种化合物的能力,但是未来的机器人极有可能实现这个目标。
通过这项研究,夏娃展示了一种化合物,这种化合物曾被作为抗癌药物进行过研究,它能抑制疟原虫中一种被称为DHFR的关键分子。目前,抑制这种分子的药物通常用于预防疟疾,并向100多万儿童提供。然而,对现有药物产生耐药性的寄生虫菌株的出现意味着寻找新药物变得越来越紧迫。
“亚当”与“夏娃”打开了全新的非线性模型世界,我们期待未来在不同领域有更多的机器人与人类携手工作。始于亚当与夏娃,并生生不息。
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