Krok w kierunku robo-nauki

W zeszłym tygodniu naukowcy z Wielkiej Brytanii ogłosili, że opracowali robota zdolnego do samodzielnego dokonywania prostych odkryć naukowych.

Asystent laboratoryjny: Ross King, informatyk z Uniwersytetu Aberystwyth, jest głównym badaczem Adama i Ewy.

System robotyczny, nazwany Adamem, stawia hipotezę, które geny w drożdżach kodują enzymy odpowiedzialne za katalizowanie pewnych reakcji biochemicznych. Następnie przeprowadza eksperymenty mające na celu udowodnienie słuszności lub błędności swoich hipotez.

Naukowcy opisali w czasopiśmie wyniki eksperymentów Adama Nauka . Grupa opracowuje Eve, kolejny zrobotyzowany system laboratoryjny, który będzie wykorzystywał podobne podejście do odkrywania leków i powinien funkcjonować latem tego roku.

Eksperci twierdzą, że wyrafinowane zrobotyzowane systemy laboratoryjne, takie jak Adam i Ewa, mogą mieć duży wpływ na przyszłe testy leków i genomów. Od lat technika zwana przesiewaniem o wysokiej przepustowości (HTS) umożliwia firmom szybkie przeprowadzanie eksperymentów przy użyciu zautomatyzowanych urządzeń. System HTS może szybko i precyzyjnie wstrzykiwać setki tysięcy związków do próbek. Te zautomatyzowane systemy mogą w ciągu kilku dni zrobić to, czego zespół naukowców potrzebowałby znacznie dłużej na ręczne wykonanie.

Ale naukowcy muszą nadal sami oceniać wyniki eksperymentów, mimo że często używają programów komputerowych do analizy ogromnych ilości danych. Adam i Ewa dążą do zintegrowania procesów oceny, aby badania laboratoryjne były jeszcze szybsze i bardziej wydajne.

Roboty laboratoryjne testują tysiące i dziesiątki tysięcy związków w sposób brutalny, mówi Ross król , profesor informatyki na Uniwersytecie w Aberystwyth i główny badacz inteligentnych systemów robotycznych. Naszą ideą jest próba zrobienia tego w bardziej inteligentny sposób. King mówi, że Adam i Ewa są pierwszymi systemami, które łączą duże biblioteki danych naukowych z technikami uczenia maszynowego i zaawansowanym sprzętem laboratoryjnym.

Mówi się, że rodzaje eksperymentów, które mogą przeprowadzać roboty, są bardzo proste Jim angielski , zastępca dyrektora Centrum Genomiki Chemicznej Narodowego Instytutu Zdrowia. Nie mogą wykonać wielu kroków; muszą mieć bardzo prosty protokół. Mówi, że inteligentniejsi pomocnicy-roboty mogą być częścią tego, co wprowadzi nową erę robotyki do nauki. Nie możemy już dłużej trwać 10 lat, aby opracować lek. Musimy być w stanie zrobić to wszystko szybciej.

Eve ostatecznie przetestuje leki na malarię i schistosomatozę (zakażenie wywołane przez kilka rodzajów pasożytniczych robaków). Eve zrobi to, przewidując, w jaki sposób cząsteczki leku powinny wchodzić w interakcje z próbkami laboratoryjnymi. Robot posiada duży bank danych o związkach chemicznych; uczenie maszynowe zostanie wykorzystane do nauczenia, jak różne kształty odnoszą się do aktywności chemicznej.

Po odkryciu kilku kluczowych związków – takich, które generują pożądaną aktywność lub reakcje w laboratorium – Eve postawi hipotezy na temat tego, co może być ważne w kształcie substancji chemicznej, która powoduje tę aktywność, mówi King. Następnie przeprowadzi dalsze eksperymenty w oparciu o te założenia.

Taki zautomatyzowany system z pewnością może się przydać, ponieważ jest tam tak dużo danych, mówi Anthony Johnson, dyrektor generalny Genomika Imperium , laboratorium usług, które wykonuje testy o wysokiej przepustowości. Gdybyś miał maszynę, która potrafiłaby zrozumieć końcowy cel danego projektu badawczego i zaprojektować serię eksperymentów, to byłoby świetnie – mówi.

Jednak ponieważ testy genomowe są tak złożone, Johnson uważa, że ​​taki system może okazać się najbardziej użyteczny jako sposób na zwiększenie wydajności obecnych badań, a nie jako środek do samodzielnego dokonywania nowych odkryć.

W końcu oba roboty będą współpracować: Adam stworzy kultury drożdży, które Ewa wykorzysta w swoich eksperymentach. Myślę, że za 10-20 lat takie systemy będą stosunkowo powszechne w laboratoriach, mówi King.

ukryć