未來，研究實驗室將利用AI的轉(zhuǎn)化潛力來解決棘手問題，加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
未來的科學(xué)實驗室可能沒有飛行機(jī)器人、有思維的AI助手或類似鋼鐵俠和綠巨人這樣的超人科學(xué)家。盡管它們可能不會達(dá)到科幻小說的境地，但是在現(xiàn)實世界中它們所能實現(xiàn)的東西也同樣令人印象深刻。
從幾小時內(nèi)研發(fā)新藥到虛擬“瞬間移動”，這里介紹幾種實驗室未來可能的進(jìn)化方式。
更快地綜合信息
每年發(fā)布近180萬篇論文，每個人每秒產(chǎn)生1.7兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。那么我們該如何理解這些數(shù)據(jù)呢？
答案是AI。它可以識別人類會忽略的數(shù)據(jù)集中的模式和聯(lián)系。事實上，AI已經(jīng)能夠產(chǎn)生人類科學(xué)家沒有想到的假設(shè)。
例如，SciSpace開發(fā)的AI助手幫助研究人員更快地閱讀和理解研究論文。IBM的地理空間映射AI系統(tǒng)可以分析大量的衛(wèi)星圖像，以前所未有的準(zhǔn)確性檢測和預(yù)測環(huán)境變化，如森林砍伐或干旱。
這只是個開始。我們很快將看到AI被用于回答以前無法回答的問題，例如生命是如何起源的、混沌的真正本質(zhì)或環(huán)境如何影響我們的基因。許多這樣的問題由于復(fù)雜性或缺乏數(shù)據(jù)而沒有得到解答。AI分析大量數(shù)據(jù)、找出模式和聯(lián)系的能力將是解鎖這些深奧問題答案的關(guān)鍵。
加速藥物研發(fā)
AI正在改變藥物研發(fā)的游戲規(guī)則，使其更快速和高效。例如，研究人員使用DeepMindAI創(chuàng)建了合成“注射器”，直接將抗腫瘤化合物注入細(xì)胞中。這個過程通常需要數(shù)年時間，但在46天內(nèi)就取得了成功。DeepMind還預(yù)測了幾乎所有已知蛋白質(zhì)的形狀，并且似乎做到了相當(dāng)高的準(zhǔn)確性，這是藥物研發(fā)中一個關(guān)鍵步驟，以前需要多年的實驗室工作。
另一個重大突破是在2023年1月，AbSci首次使用零樣本生成AI在體內(nèi)創(chuàng)建和驗證了新穎抗體。傳統(tǒng)上，抗體是使用現(xiàn)有抗體或模板創(chuàng)建的，這可能非常耗時。在體外方法可以將此時間從6年縮短到18-24個月。
隨著AI變得更加復(fù)雜，我們可以期待它在實驗室科學(xué)中扮演更加重要的角色。臨床試驗可以縮短并模擬以確定功效和毒性，減少對動物實驗的需求。這可能非常適用于癌癥靶點(diǎn)識別和新藥發(fā)現(xiàn)。
無處不在
想象一下在科學(xué)實驗室中沒有實際在那里的情況下，你也能夠在那里。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與AI相結(jié)合，可能會讓這一想象成為現(xiàn)實?？茖W(xué)家可以在虛擬現(xiàn)實中進(jìn)行實驗，并操縱分子或材料的數(shù)字模型，同時實時監(jiān)測結(jié)果。
但不僅僅是虛擬現(xiàn)實將改變游戲規(guī)則。加拿大安大略省西部大學(xué)的研究人員已經(jīng)完成了世界上第一次國際全息傳送。這項被稱為Holoport的技術(shù)使用特殊的攝像機(jī)創(chuàng)建一個主體的全息圖像，然后使用hololens或者說是VR設(shè)備接收到遠(yuǎn)處的另一個人。如果雙方都戴著這個hololens，他們可以虛擬互動。不過，物理觸摸是該團(tuán)隊正在努力克服的限制。
未來，我們可能會看到類似Holoport技術(shù)在實驗室科學(xué)中變得普遍，使科學(xué)家能夠立即與世界各地的同事合作。他們可以傳輸實驗室設(shè)備的全息圖像或?qū)崟r觀察世界另一側(cè)的實驗結(jié)果。這可能會導(dǎo)致更多的國際合作、更快的科學(xué)突破和更少的碳排放科學(xué)社區(qū)。
