人工智能改变科学的四种方式

人工智能改变科学的四种方式

从新的医学研究到对宇宙的新理解，新模型已经震撼了科学界。

世界上大多数人都在关注人工智能(AI)将如何在未来改变世界，无论是好是坏。但事实上，人工智能已经给现在带来了一些巨大的改变，尽管这些改变还不是很明显。

医学和科学研究界自然处于人工智能部署的最前沿，已经取得了重大发现，这些发现将催生新产品，甚至改变我们看待物质和宇宙的方式。

本文将讨论人工智能仅在过去一年就取得的四个改变游戏规则的发现。

人工智能改变科学的四种方式

1、人工智能加速医学研究

也许最重要的进步是在生物学领域取得的。今年早些时候，密歇根大学宣布开发出一种新模型，每天可以自主对细菌进行多达10,000次实验。BacterAI平台代表了医学研究范围和速度的大幅提高，有可能导致改善生命甚至挽救生命的技术的快速发展。

人体内部和外部都有数万亿细菌，其中一些是有害的，但许多对我们的日常身体功能至关重要。通过更好地了解它们如何生活、生长以及与其他细菌和组织相互作用，科学界可能即将发现治疗多种感染的新方法，并创造延长人类寿命和克服伴随衰老而来的身体和认知问题的方法。

更重要的是，BacterAI可以在不了解任何特定细菌种类的情况下开始研究，其中90%的细菌尚未被研究。该模型创建自己的数据集，设计自己的实验室实验，解释结果，然后以人类可以理解和检查的方式提炼其发现，以进行进一步的测试。

在最近的一次演示中，该平台通过测试氨基酸组合来分析两种常见口腔细菌的代谢，氨基酸的组合可以达到数百万。它在9天内以90%的准确率完成了这项任务，而这项任务通常需要数周、数月甚至数年才能完成。

2、新药物

药物发现也是一个从大量人工智能涌入中受益匪浅的领域。《麻省理工科技评论》的Will Douglas Heaven指出，人工智能不仅有可能加快药物研究的步伐，并降低药物研究的成本——这可能需要长达10年的时间，耗资数十亿美元，而且还可以推动罕见疾病的治疗工作，这些疾病由于需求有限而经常被忽视。

例如，许多癌症患者可以从针对其特定DNA和其他标记物定制的药物中获益匪浅，但这些药物的制造起来很困难且昂贵，通常需要经过大量的试验和错误。人工智能可以通过检查实际患者组织的微小变化来显着改善这一过程，以比传统方法更快、更准确地了解哪些有效、哪些无效。

但也许人工智能推动的更深刻的发现属于更深奥但同样重要的纯科学研究领域。这是过去一些最重要的知识进步发生的地方（F=ma，E=MC²），人工智能可以通过处理大量数据，并发现人类无法观察和分析的隐藏模式，从而在这方面表现出色。

3、重新想象物理宇宙

例如，哥伦比亚大学的研究人员最近发现了一组控制粒子运动的新变量，开创了对物理学的全新理解。该团队开发了一种人工智能模型，可以分析运动物体的视频——从简单的双摆到壁炉中的火焰，并通过识别动量和角速度等变量来预测未来的运动。它检测到的大多数变量都是众所周知的，但也有一些不为人知，事实证明这些变量对于模型预测的准确性至关重要。

更有趣的是，当研究人员多次进行实验时，变量的数量保持不变，但用于预测的具体变量发生了变化。这导致有可能有多种方法来描述宇宙，并且几十年来困扰物理学家的一些棘手问题可以通过重新考虑变量来解决。时间旅行,有人知道吗?

4、物质收益

更实际的是布鲁克海文国家实验室正在进行的工作，利用正在加强医学研究的人工智能驱动的“自我实验”，产生了三种新的自组装纳米结构。通常，研究现有材料的所有结构组合来创造新材料是乏味且昂贵的。Brookhaven的模型可以从头开始自主定义和执行实验，使用光谱分析、超亮X射线和其他技术的数据来计算出最有希望的组合。

一个潜在的重大发现是一种独特的纳米级“阶梯”，仅经过六个小时的实验就出现了——这一过程通常需要一个月或更长时间。所有三种新材料的潜在应用范围从微电子到清洁能源解决方案。

写在最后

每一个伟大的科学发现时代，在很大程度上都是由新工具和技术的发展推动的，如望远镜、显微镜、无线电和数字计算。每一次，知识都通过增强我们自己的感官来扩展，以看到、听到和以其他方式感知宇宙。人工智能有潜力进一步完善摄取数据和形成结论的能力，从根本上增强大脑的思考能力。

目前，人工智能仍然主要掌握在领先的科学机构手中。然而，随着它的规模扩大并变得更加普遍，谁也不知道它接下来会揭开什么真相。

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