AI與基因科學(xué)的對話:從“人工智能”到“動物智能”
有人的地方就有江湖,巨頭們一次次的“技術(shù)戰(zhàn)役”就是現(xiàn)代江湖的樣子。各家企業(yè)牢牢把握住科技就是第一生產(chǎn)力的關(guān)鍵,不斷的較量平臺、技術(shù)、場景、生態(tài)等多方面的綜合實(shí)力,你方唱罷我登場好不熱鬧。
在我們的認(rèn)知中,基因科學(xué)和人工智能都是技術(shù)中的“武林高手”。在一系列新聞通稿中,二者通常會與“長生不老”“返老還童”這樣的字眼搭邊,頗有一種笑傲江湖的感覺。
而細(xì)細(xì)去比較兩者——人工智能正處在關(guān)鍵時刻,多多少少已經(jīng)滲透進(jìn)了人們的生活,但基因科學(xué)總是“只聞其聲,不見其人”,猶如高嶺之花,被封存在科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里,少有人接觸其核心技術(shù)。
廣闊天地,誰能大有作為?人工智能與基因科學(xué)短兵相接,是取得友好合作,還是一拼高下?在這場世紀(jì)矚目的“華山論劍”中,智能相對論行業(yè)分析師顏璇開了個腦洞。
從高嶺之花到花開遍野
目前,人工智能的產(chǎn)業(yè)圖譜已經(jīng)十分豐富了,金融、教育、醫(yī)療、公共安全等領(lǐng)域都可以看到AI的影子。從這一點(diǎn)來看,基因科學(xué)雖然是AI的前輩,“名震江湖”的速度卻沒有后輩來得快。
基因科學(xué)的應(yīng)用通常集中在基因檢測;驒z測有兩個應(yīng)用場景,一個是健康檢查,比如預(yù)測癌癥等,不過這一般是富人追捧的高端體檢服務(wù),讓它“一戰(zhàn)成名”的就是安吉麗娜·朱莉通過基因測序檢測出了自己罹患乳腺癌的風(fēng)險;另一個則是商業(yè)化的“算命式”基因檢測,比如通過基因測試你的孩子有沒有唱歌天賦等,拳王鄒市明的兒子就做過這樣的測試。
但這也不代表人工智能略勝一籌。生命科學(xué)這一領(lǐng)域限于研究環(huán)境、技術(shù)條件等壁壘,在前幾年著實(shí)發(fā)展緩慢,但是在近些年,生命科學(xué)的高科技可能就要進(jìn)入一個爆發(fā)期了。比如基因編輯,大家熟知的就有明星技術(shù)CRISPR/Cas9,在去年,Mitalipov領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)就完成了美國第一例人類胚胎基因修飾的研究。
生命科學(xué)領(lǐng)域的想象力空間會非常大,當(dāng)然,這類技術(shù)也會遇到和AI同樣的倫理道德的牽絆。如此來看,AI或者基因科學(xué)“單打獨(dú)斗”都會成為江湖中的一條好漢,但是,綜合二者的拿手好戲和一些缺陷,這兩位高手強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合似乎更有看頭。特別是在二者都想攻下的醫(yī)療領(lǐng)域里,更是有大顯身手的機(jī)會。
1、疾病診斷上,AI與基因相輔相成
某個基因與疾病的相關(guān)性是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)出來的。比如研究癌癥和人體基因的關(guān)系時,首先要統(tǒng)計(jì)大量癌癥患者的基因數(shù)據(jù),然后進(jìn)行比對,再篩選出相似的基因,即選定可能致癌的基因。
但這樣的結(jié)果卻很容易被推翻,首先是因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是通過以往的累積數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。而隨著癌癥統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)量不斷增加,人們會發(fā)現(xiàn)更多的相似基因位點(diǎn),患有癌癥的概率統(tǒng)計(jì)也就會相應(yīng)地發(fā)生變化。
其次,人類患有某種疾病還與其它因素有關(guān),比如肺癌的患病就和大氣污染有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。但是基因檢測是接觸不到患者的實(shí)際情況的。
也就是說,即使基因檢測獲得了大量數(shù)據(jù),對于疾病的指向性依舊是有限的。而面對這樣的情況,我們加入AI能夠深度學(xué)習(xí)To C端數(shù)據(jù)庫的功能或許會有助益。
就拿最近美國斯坦福大學(xué)開發(fā)的AI預(yù)測死亡系統(tǒng)舉例,這個系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)了12個月內(nèi)死亡患者的近200萬份醫(yī)療數(shù)據(jù),然后通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用大數(shù)據(jù)計(jì)算每條信息的權(quán)重和強(qiáng)度,與現(xiàn)有的患者進(jìn)行比對,就會生成這個患者在3—12個月內(nèi)死亡的概率分?jǐn)?shù)。如此,也能最大限度地保證疾病診斷的正確率。
除此之外,AI可以通過ChatBot、場景識別等功能,對患者進(jìn)行行動上的監(jiān)管,更有利于輔助基因的診斷。
2、制藥業(yè)的神助攻
英國倫敦大學(xué)學(xué)院的皮特.柯文尼教授稱:“通過病人的基因組序列,可以推斷出酶的形狀,構(gòu)建準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu),篩選匹配藥物,并將結(jié)果告訴主治醫(yī)生給出最優(yōu)處方!
將基因測序技術(shù)和AI的計(jì)算能力相結(jié)合,或許能夠探索出制藥業(yè)的新路徑。以艾滋病的治療藥物舉例,科學(xué)家表示,目前他們建立的50多個模擬模型,就要配有5000個處理器的計(jì)算機(jī)不停的計(jì)算12-18個小時,還要對計(jì)算結(jié)果做大量的數(shù)據(jù)分析,才能給出藥物的排序。而在制藥這件事上,AI正在全面提升人類的效率。
3、個人健康管理終端
基因芯片一直是生命科學(xué)領(lǐng)域想要打造的“法寶”。而將其與AI結(jié)合起來,會在哪個方面實(shí)現(xiàn)突破呢?健康管理。
基因芯片可以快速、準(zhǔn)確的鑒定一個人的生物信息。與AI只能圖像識別不同,智能終端+基因芯片或許可以打造出一個人類GIS智能設(shè)備,這個豐富的多維度的信息嵌合體可以用來解讀個人的健康情況、識別個人的身份信息等。相當(dāng)于有了一張智能的、專屬的、可見的“基因身份證”。
這類設(shè)備還可以快速檢測污微生物或有機(jī)化合物對環(huán)境、人體、動植物的污染和危害。基因芯片經(jīng)過改進(jìn),能夠利用不同生物狀態(tài)表達(dá)不同的數(shù)字信息,基于基因芯片和基因算法,還可用于制造生物計(jì)算機(jī)。

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