Slimme oplossingen AI-wetenschapper doet zelfstandig nieuwe biologische ontdekkingen

Onderzoekers hebben een innovatieve AI-wetenschapper ontwikkeld die in staat is om wetenschappelijke hypothesen te genereren en te valideren, experimenten op te zetten en resultaten te interpreteren.

Göteborg/Zweden – Onderzoekers van de Chalmers University of Technology in Zweden hebben een AI-wetenschapper ontwikkeld die in staat is om wetenschappelijke hypothesen te formuleren, experimenten op te zetten en resultaten te interpreteren. Het doen van nieuwe biologische ontdekkingen met minimale menselijke tussenkomst is een belangrijke stap voorwaarts op het gebied van zelfsturende laboratoria.

Door vooruitgang op het gebied van grote taalmodellen, geautomatiseerd redeneren en laboratoriumautomatisering te combineren, hebben de onderzoekers een AI-laboratorium met gesloten kringloop gecreëerd dat in staat is om onderzoek te doen naar biergist, Saccharomyces cerevisiae. Als basis voor het onderzoek werd wetenschappelijke kennis in de AI ingevoerd, waaronder het genoom van de gist, het metabolisme en eerdere studies.

“Het is te veel informatie voor een mens om te analyseren, maar onze AI-wetenschapper kon veelbelovende biologische vraagstukken identificeren, experimenten aanbevelen om deze te toetsen, de experimentele resultaten evalueren en zijn inzicht iteratief verfijnen op basis van nieuw bewijs. De AI-wetenschapper fungeert niet alleen als hulpmiddel bij de besluitvorming, maar genereert ook actief nieuwe wetenschappelijke kennis”, zegt Ievgeniia Tiukova, postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Levenswetenschappen van de Chalmers University of Technology en een van de auteurs van de nieuwe studie.

Het combineren van de denkvermogen van AI met experimentele mogelijkheden is ongebruikelijk en baanbrekend binnen een snel groeiend vakgebied, waar AI-wetenschappers zelfstandig uitgebreid onderzoek verrichten. Tiukova vergelijkt de ontwikkeling met die van zelfrijdende auto’s, waarbij AI en machine learning eveneens worden ingezet om informatie te verwerken, conclusies te trekken en actie te ondernemen.

Volgens Ross King, hoogleraar aan de afdeling Informatica en Techniek van Chalmers en de Universiteit van Göteborg, en hoofdauteur van het onderzoek, zullen autonome laboratoria

een revolutie teweegbrengen in het onderzoek door biologische systemen systematisch te bestuderen op een manier die veel sneller is dan vandaag de dag mogelijk is.

“AI-wetenschappers zullen samenwerken met menselijke wetenschappers om ontdekkingen op het gebied van biologie, geneeskunde en biotechnologie te versnellen. Dergelijke AI-systemen kunnen de tijd die nodig is om complexe wetenschappelijke vraagstukken te onderzoeken verkorten en het gebruik van laboratoriummiddelen optimaliseren,” aldus professor King.

Beide auteurs benadrukken dat autonome AI wetenschappers voorlopig eerder zal aanvullen dan vervangen, door in toenemende mate de routinematige cycli van het opstellen van hypothesen en het uitvoeren van experimenten op zich te nemen.

“Wetenschappers blijven onmisbaar bij het vaststellen van onderzoeksprioriteiten, het interpreteren van de bredere wetenschappelijke betekenis en het waarborgen van ethisch toezicht. Toekomstige generaties autonome ontdekkingssystemen zullen steeds beter in staat zijn om samen te werken met wetenschappers en zo waardevolle partners worden bij het aanpakken van enkele van de meest uitdagende vraagstukken in de biologie en de geneeskunde,” aldus professor King.