【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關(guān)鍵詞：自動(dòng)化科學(xué)家 人工智能 AI 機(jī)器學(xué)習(xí) 】
　　
　　生物技術(shù)的重要性：“自動(dòng)化科學(xué)家”將為未來生物經(jīng)濟(jì)提供動(dòng)力
　　
　　新美國安全中心（CNAS）網(wǎng)站3月7日發(fā)布的一則觀點(diǎn)文章指出，生物技術(shù)如今在美國無處不在，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療保健領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，并促成了新的國內(nèi)供應(yīng)鏈，為制造業(yè)和其他經(jīng)濟(jì)部門提供支持。今天的生物經(jīng)濟(jì)增長建立在數(shù)十年的穩(wěn)定研發(fā)和逐步市場應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，鑒于這種循序漸進(jìn)的發(fā)展速度，很難想象生物技術(shù)很快就會迎來自己的“智能手機(jī)時(shí)代”。但這一時(shí)刻即將到來。美國如何應(yīng)對這一技術(shù)轉(zhuǎn)變將對其經(jīng)濟(jì)和國家安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
 
　　
　　迎接生物技術(shù)的“智能手機(jī)時(shí)代”
　　
　　生物技術(shù)正處于一場由生物學(xué)和信息科學(xué)融合推動(dòng)的工程革命的風(fēng)口上。大規(guī)模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集可以被用來訓(xùn)練人工智能（AI）基礎(chǔ)模型；反過來，這些基礎(chǔ)模型也可以進(jìn)行微調(diào)，使其成為“自動(dòng)化科學(xué)家”，根據(jù)指令生成新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。不久的將來，這些模型將通過設(shè)計(jì)自動(dòng)化大大加快工程生物學(xué)的工作流程。這些工具還將賦予生物學(xué)家設(shè)計(jì)“智能微生物”的能力——工程微生物能夠持續(xù)監(jiān)控環(huán)境，應(yīng)用復(fù)雜的內(nèi)部邏輯，并在所有條件下產(chǎn)生可預(yù)測的反應(yīng)。新型應(yīng)用實(shí)例包括：能精確感知、鎖定和摧毀人體內(nèi)病變細(xì)胞的活體療法；監(jiān)測家庭、工作場所和環(huán)境中的病原體或其他有害物質(zhì)等。
　　
　　不過，目前還不存在上述工具，因?yàn)樯飳W(xué)的混亂性使得很難在細(xì)胞中設(shè)計(jì)出復(fù)雜的邏輯。生物融合有望解決這一問題。信息科學(xué)的最新進(jìn)展表明，在海量數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的人工智能基礎(chǔ)模型可以學(xué)習(xí)到跨越整個(gè)人類知識范圍的復(fù)雜關(guān)系。隨之可以在這些基礎(chǔ)模型之上構(gòu)建應(yīng)用程序，以支持廣泛的信息任務(wù)，例如回答有關(guān)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的問題、預(yù)測新型蛋白質(zhì)的功能特性，甚至根據(jù)要求設(shè)計(jì)新型分子和化學(xué)合成途徑。
　　
　　確保正確地訓(xùn)練數(shù)據(jù)
　　
　　確定設(shè)計(jì)智能微生物所需的正確訓(xùn)練數(shù)據(jù)是一個(gè)科學(xué)問題，隨著工程生物學(xué)研究人員對基礎(chǔ)模型的要求不斷提高，答案肯定會不斷變化。目前可以肯定的是，整個(gè)生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域現(xiàn)有的數(shù)十億字節(jié)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然是孤立的。機(jī)器學(xué)習(xí)工具需要這些原始數(shù)據(jù)來了解操作如何影響細(xì)胞的整體功能。這些信息很少被共享。
　　
　　如果沒有“開源”工程生物學(xué)數(shù)據(jù)來支持公共基礎(chǔ)模型的開發(fā)，少數(shù)大型私營公司很可能會利用專有數(shù)據(jù)為該領(lǐng)域開發(fā)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)模型。這一點(diǎn)意義重大，因?yàn)檎l能控制工程生物學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，誰就能對該領(lǐng)域的未來產(chǎn)生極大的影響。反過來，可以預(yù)期公司會限制其模型的新應(yīng)用，以符合其商業(yè)利益。將工程生物學(xué)基礎(chǔ)模型的開發(fā)留給一兩家大型公司，有可能在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上使該領(lǐng)域陷入瓶頸。
　　
　　對國家安全的影響
　　
　　任何能讓生物學(xué)工程實(shí)踐變得更容易的工具，都將改變美國國家安全面臨的潛在威脅。工程生物學(xué)與信息科學(xué)的融合將徹底重塑生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練的人工智能基礎(chǔ)模型將極大地?cái)U(kuò)展工程生物學(xué)可為社會貢獻(xiàn)的產(chǎn)品和服務(wù)。此外，作為工程生物學(xué)支持工具的“自動(dòng)化科學(xué)家”的出現(xiàn)，將降低更多美國人支持生物經(jīng)濟(jì)勞動(dòng)力的門檻。
　　
　　文章最后指出，與任何技術(shù)革命一樣，上述工具也會帶來風(fēng)險(xiǎn)。然而，通過培育開放數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)、開發(fā)公共模型以及國家安全利益相關(guān)者的積極參與，人們可以確保未來的生物經(jīng)濟(jì)是安全、可靠和可持續(xù)的。
　　
　　資料來源丨CNAS
　　
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