人工智能輔助藥物設計:新藥篩選時間縮短几十倍

文/圖 羊城派記者 李鋼 通訊員 馬學濤

在第二十一屆中國國際高新技術成果交易會上,作為科研力量的“國家隊”,中國科學院以“科技服務灣區,攜手創新發展”為主題,攜帶350多項成果亮相,參展項目涵蓋先進製造、新材料、數字經濟、生命健康、農業、能源、環保等領域。

AI預測新藥靶點:縮短新藥開發週期

現實中,一款新藥從開始設計到走向臨床,往往需要上十年的時間,可說是從“萬草”“億草”中最終篩選出有效成分。

而在深圳先進院醫藥所袁曙光團隊展區,記者看到,該團隊將人工智能技術運用在輔助藥物設計中,不僅大大縮短了新藥研發時間,還可以提高成功率。

人工智能輔助篩選的具體過程是,計算機從海量樣本中篩選出幾十至幾百個具備活性的藥物分子,再進行進一步檢測,並在計算機上進行優化,包括對不同活性分子進行化學合成,之後投入到生物測活中,重複幾個週期,就能最終篩選出合適的新藥候選分子,該方法可將篩選時間縮短几十倍,成功率提高几十個百分點。

據袁曙光介紹,該項目具體服務內容將涵蓋臨床前新藥研發的各個環節:

包括AI 預測新藥靶點、 幾十億級海量類藥虛擬分子庫的建立、計算機高適量篩選海量分子庫、藥物分子毒性預測、藥物分子生物活性預測、藥物靶標預測、靶標蛋白三紹吉構預測、藥物分子適應萄牙頁測、藥物分子晶形預測等。

據介紹,疾病的發生通常是體內某種蛋白質發生變異或功能異常,而開發者要針對異常的靶標蛋白進行設計,篩選出可重新激活其功能的藥物分子。

傳統的機器人高通量篩選,需要從十幾萬到上百萬個藥物分子中,篩選出有治病潛力的某幾種。這種方法雖然比人工篩選效率提高了,但速度依然不夠快,篩選往往耗時幾個月甚至幾年。此外,購買大量供篩選的藥物分子,成本至少幾百萬美元。

據介紹,將計算機及人工智能運用於新藥臨床前的開發中,可以建立虛擬分子庫,不僅節省了購買藥物分子的成本,還能使得分子樣本更具多樣性。目前,袁曙光團隊已經構建包括十億個藥物分子的數據庫。

世界上靈敏度最高壓力傳感器亮相

中國科學院深圳先進技術研究院仿生觸覺與智能傳感研究中心潘挺睿團隊則研發出了全球首創的第四代柔性觸覺傳感技術——柔性離電傳感技術,解決了目前仿生觸覺系統靈敏度及空間解析度低、結構複雜(工藝難度大)、材料穩定性差及成本高等問題,其靈敏度優於現有固態壓力傳感器一千倍以上,是迄今為止世界上靈敏度最高和抗噪性能最強的壓力傳感器,能夠廣泛應用於醫療健康、機器人、可穿戴監測、物聯網及智能汽車等領域。

據介紹, 團隊目前已開發出基於不同材質的柔性壓力傳感器(PET、FPC、全織物、全紙基、橡膠、全木製品等),適合於各種不同的應用場景,如醫療機器人、服務機器人、可穿戴健康連續監測、物聯網及智能汽車等領域。

鑑於柔性離電子觸覺傳感技術的全柔性封裝、高檢測精度和無線信號的傳輸設計,以及其良好的生物兼容性,可以很容易地與現有的醫療機器人相集成,從而實現人體內組織、器官的各種生理壓力的實時監測。

同時,團隊開發出全球首款基於足部的醫療級智能可穿戴設備“FootWARE”,只需通過正常的日常穿戴就能夠實現對足部脈搏信號和肌肉運動信號的實時監測。

智能急救站:打通急救最後一公里

人工智能輔助藥物設計:新藥篩選時間縮短几十倍

遊客在體驗智能急救站 李鋼 攝

中健智能科技(廣東)有限公司是一家中科院孵化企業。記者在高交會現場看到,該公司帶來了旗下的“三健客智能急救站”。

據介紹,“三健客智能急救站”包含了智能急救手機端,智能急救雲平臺,和 24 小時線下智能急救站,此係統是物聯網與互聯網相結合的自動智能急救系統,有效填補了專業急救人員到來之前的黃金急救空缺。打通了急救最後一公里,為老百姓自救和互救提供了支持和保障。

利用力學原理 讓沉重的背囊懸浮起來

人工智能輔助藥物設計:新藥篩選時間縮短几十倍

懸浮揹包 李鋼 攝

而在中科院力學研究所的展區,一款軍用揹包正在隨著電機上下震動。而據力學所郭亮介紹說,這是最新研發出來的軍用懸浮背囊項目,這一項目利用力學受迫振動原理,設計了含有協振和阻尼模塊調節的運動揹負系統,避免運動過程中身體高低變化引起揹包的振動,降低動載荷。

軍用懸浮背囊主要針對單兵攜行具領域,也可以改裝面向戶外運動領域,可以實現行進中揹負重量減輕22%-80%的效果,減小人體能量消耗和關節損傷,是一項非常重要的技術創新,在軍事上可以大大提升單兵作戰能力。(更多新聞資訊,請關注羊城派 pai.ycwb.com)

來源 | 羊城派

實習生 | 詹雅琦


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