人工智能改變科學(xué)的四種方式

　　從新的醫(yī)學(xué)研究到對(duì)宇宙的新理解，新模型已經(jīng)震撼了科學(xué)界。

　　世界上大多數(shù)人都在關(guān)注人工智能(AI)將如何在未來(lái)改變世界，無(wú)論是好是壞。但事實(shí)上，人工智能已經(jīng)給現(xiàn)在帶來(lái)了一些巨大的改變，盡管這些改變還不是很明顯。

　　醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究界自然處于人工智能部署的最前沿，已經(jīng)取得了重大發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)將催生新產(chǎn)品，甚至改變我們看待物質(zhì)和宇宙的方式。

　　本文將討論人工智能僅在過(guò)去一年就取得的四個(gè)改變游戲規(guī)則的發(fā)現(xiàn)。

　　人工智能改變科學(xué)的四種方式

　　1、人工智能加速醫(yī)學(xué)研究

　　也許最重要的進(jìn)步是在生物學(xué)領(lǐng)域取得的。今年早些時(shí)候，密歇根大學(xué)宣布開(kāi)發(fā)出一種新模型，每天可以自主對(duì)細(xì)菌進(jìn)行多達(dá)10,000次實(shí)驗(yàn)。BacterAI平臺(tái)代表了醫(yī)學(xué)研究范圍和速度的大幅提高，有可能導(dǎo)致改善生命甚至挽救生命的技術(shù)的快速發(fā)展。

　　人體內(nèi)部和外部都有數(shù)萬(wàn)億細(xì)菌，其中一些是有害的，但許多對(duì)我們的日常身體功能至關(guān)重要。通過(guò)更好地了解它們?nèi)绾紊睢⑸L(zhǎng)以及與其他細(xì)菌和組織相互作用，科學(xué)界可能即將發(fā)現(xiàn)治療多種感染的新方法，并創(chuàng)造延長(zhǎng)人類壽命和克服伴隨衰老而來(lái)的身體和認(rèn)知問(wèn)題的方法。

　　更重要的是，BacterAI可以在不了解任何特定細(xì)菌種類的情況下開(kāi)始研究，其中90%的細(xì)菌尚未被研究。該模型創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)集，設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，解釋結(jié)果，然后以人類可以理解和檢查的方式提煉其發(fā)現(xiàn)，以進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。

　　在最近的一次演示中，該平臺(tái)通過(guò)測(cè)試氨基酸組合來(lái)分析兩種常見(jiàn)口腔細(xì)菌的代謝，氨基酸的組合可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)。它在9天內(nèi)以90%的準(zhǔn)確率完成了這項(xiàng)任務(wù)，而這項(xiàng)任務(wù)通常需要數(shù)周、數(shù)月甚至數(shù)年才能完成。

　　2、新藥物

　　藥物發(fā)現(xiàn)也是一個(gè)從大量人工智能涌入中受益匪淺的領(lǐng)域?！堵槭±砉た萍荚u(píng)論》的Will Douglas Heaven指出，人工智能不僅有可能加快藥物研究的步伐，并降低藥物研究的成本——這可能需要長(zhǎng)達(dá)10年的時(shí)間，耗資數(shù)十億美元，而且還可以推動(dòng)罕見(jiàn)疾病的治療工作，這些疾病由于需求有限而經(jīng)常被忽視。

　　例如，許多癌癥患者可以從針對(duì)其特定DNA和其他標(biāo)記物定制的藥物中獲益匪淺，但這些藥物的制造起來(lái)很困難且昂貴，通常需要經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和錯(cuò)誤。人工智能可以通過(guò)檢查實(shí)際患者組織的微小變化來(lái)顯著改善這一過(guò)程，以比傳統(tǒng)方法更快、更準(zhǔn)確地了解哪些有效、哪些無(wú)效。

　　但也許人工智能推動(dòng)的更深刻的發(fā)現(xiàn)屬于更深?yuàn)W但同樣重要的純科學(xué)研究領(lǐng)域。這是過(guò)去一些最重要的知識(shí)進(jìn)步發(fā)生的地方(F=ma，E=MC2)，人工智能可以通過(guò)處理大量數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)人類無(wú)法觀察和分析的隱藏模式，從而在這方面表現(xiàn)出色。

　　3、重新想象物理宇宙

　　例如，哥倫比亞大學(xué)的研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一組控制粒子運(yùn)動(dòng)的新變量，開(kāi)創(chuàng)了對(duì)物理學(xué)的全新理解。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種人工智能模型，可以分析運(yùn)動(dòng)物體的視頻——從簡(jiǎn)單的雙擺到壁爐中的火焰，并通過(guò)識(shí)別動(dòng)量和角速度等變量來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的運(yùn)動(dòng)。它檢測(cè)到的大多數(shù)變量都是眾所周知的，但也有一些不為人知，事實(shí)證明這些變量對(duì)于模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

　　更有趣的是，當(dāng)研究人員多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，變量的數(shù)量保持不變，但用于預(yù)測(cè)的具體變量發(fā)生了變化。這導(dǎo)致有可能有多種方法來(lái)描述宇宙，并且?guī)资陙?lái)困擾物理學(xué)家的一些棘手問(wèn)題可以通過(guò)重新考慮變量來(lái)解決。時(shí)間旅行,有人知道嗎?

　　4、物質(zhì)收益

　　更實(shí)際的是布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行的工作，利用正在加強(qiáng)醫(yī)學(xué)研究的人工智能驅(qū)動(dòng)的“自我實(shí)驗(yàn)”，產(chǎn)生了三種新的自組裝納米結(jié)構(gòu)。通常，研究現(xiàn)有材料的所有結(jié)構(gòu)組合來(lái)創(chuàng)造新材料是乏味且昂貴的。Brookhaven的模型可以從頭開(kāi)始自主定義和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，使用光譜分析、超亮X射線和其他技術(shù)的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出最有希望的組合。

　　一個(gè)潛在的重大發(fā)現(xiàn)是一種獨(dú)特的納米級(jí)“階梯”，僅經(jīng)過(guò)六個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)就出現(xiàn)了——這一過(guò)程通常需要一個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間。所有三種新材料的潛在應(yīng)用范圍從微電子到清潔能源解決方案。

　　寫(xiě)在最后

　　每一個(gè)偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)代，在很大程度上都是由新工具和技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)的，如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、無(wú)線電和數(shù)字計(jì)算。每一次，知識(shí)都通過(guò)增強(qiáng)我們自己的感官來(lái)擴(kuò)展，以看到、聽(tīng)到和以其他方式感知宇宙。人工智能有潛力進(jìn)一步完善攝取數(shù)據(jù)和形成結(jié)論的能力，從根本上增強(qiáng)大腦的思考能力。

　　目前，人工智能仍然主要掌握在領(lǐng)先的科學(xué)機(jī)構(gòu)手中。然而，隨著它的規(guī)模擴(kuò)大并變得更加普遍，誰(shuí)也不知道它接下來(lái)會(huì)揭開(kāi)什么真相。

來(lái)源：千家網(wǎng)