机器人独立研究已不是梦想 "机器人科学家"上岗

吴成良

2010年05月07日08:16  来源:人民网-《人民日报》

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  人工智能从来就是人类最大的梦想之一。正如机器是人类器官的延伸,能生产所需的各类产品,人类同样也希望机器能拓展智能,揭开更多科学的奥秘,加速科技突破。事实上,机器人独立从事科学研究已经不是梦想。两台名叫“亚当”和“夏娃”的机器人已经开始在微生物学和药物筛选方面的研究,一个名为“生物信息学”的新学科已经出现。

  机器人科学家的设计思想源于对“科学”的哲学思考:科学是什么?英国威尔士一所大学的罗斯·金教授认为,科学发现过程的自动化对了解科学的实质是至关重要的;只有人造出机器来重复特定现象,才能说人真的完全理解了这一现象。基于这一思想,金教授一直致力于开发一套具有较高智能的计算机系统,能独立设计实验并实际执行,分析实验结果,然后在此基础上对实验进行修正,在更高水平上重新开始实验。1999年金教授领导的“机器人科学家”项目正式启动,并于2004年通过复杂的自动化技术设计出“亚当”,开始从事酵母基因作用机理的研究;2008年又开始了“夏娃”项目,通过大规模的实验寻找新的制药原料。

  在很多科学领域,科学家制造数据的能力远远超过了分析和理解数据的能力,其中的一个例子就是系统微生物学。在这个学科里,数据以工业规模被创造出来,因此有必要用工业化的分析方法来处理这些数据。“亚当”这样的机器人科学家能很好地应对这样的挑战。金教授的团队计划将来把这种高智能机器人应用到一系列科学岗位,帮助科学家揭开更多科学谜团。

  从硬件来说,亚当的体积大概相当于一个厢式小货车,包括一个储存酵母菌株的冷库、两个培养室、三个输送培养液的细管、三个机械臂、一个清洗机、一个离心机以及若干摄像头和传感器。“亚当”能不知疲倦地每天做1000个以上的实验,分析20万个实验结果。只需要一名技术人员为它做清洁保养工作并补充新鲜的原料。

  从软件来说,“亚当”拥有一个庞大的有关酵母新陈代谢机理的数据库——细胞中所有的化学反应,以及反应所涉及的所有数千个基因、蛋白质及化学物质。因此“亚当”能利用这些数据自行设计运行实验。像所有的科学家那样,“亚当”会先做假设,然后开始实验。

  经过6年多的运行,今年3月“亚当”成功破解了一种特殊酶的奥秘,并通过人工实验验证了结果的正确性。这是科学史上第一次由人工智能工具实现的科学发现,不仅在《科学》杂志上刊登了实验结果,而且“亚当”被《时代》杂志评为十大科学发现之一。一些生物技术公司已经开始将这一技术应用于商业研究,丹麦的诺维信公司就是其中之一。该公司研发部人员介绍说,诺维信通过使用机器人科学家大大加快了酶制剂的研发速度,为用于农作物废弃物制作生物乙醇的纤维素酶的商业化作出了巨大贡献。

  不过科学家们大可不必担心被机器人抢走饭碗。“亚当”们擅长的是通过海量的重复实验得到科学发现。当科学家们喝咖啡或者休息时,“亚当”和“夏娃”还在不知疲倦、精确无误地重复实验。没有人类的智慧,没有人类创造的软件和硬件,它们还只是冰冷的钢铁。人们可以将它们看作是望远镜、显微镜这样科研工具的进步,而不断创新的能力还只属于人类。

(责任编辑:刘然)
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