用代理型AI解锁复杂生物系统的奥秘Unlocking the mysteries of complex biological systems with agentic AI

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.technologyreview.com美国 - 英语2024-11-13 22:00:00 - 阅读时长5分钟 - 2025字
通过代理型AI的自主决策和行动能力,有望在医疗保健领域实现巨大突破
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用代理型AI解锁复杂生物系统的奥秘

生物学的复杂性长期以来一直是科学和医学进步的双刃剑。一方面,系统(如人类免疫反应)的复杂性为医学和医疗保健的突破提供了无数机会。另一方面,这种复杂性常常阻碍研究人员,使得一些最重要的医学挑战,如癌症或自身免疫疾病,缺乏明确的解决方案。该领域需要一种方法来破译这种巨大的复杂性。代理型AI的崛起,即具有自主决策和行动能力的人工智能,能否成为打破这一僵局的关键?

生物系统的令人难以置信的复杂性

要理解为什么代理型AI如此有前景,我们首先需要应对这一挑战的规模。生物系统,尤其是人类的生物系统,极其复杂——层次化、动态且相互依赖。以免疫系统为例,它同时在多个层面上运作,从单个分子到整个器官,实时适应和响应内外刺激。传统研究方法虽然强大,但在处理这种巨大复杂性时仍显得力不从心。问题在于生物数据的数量和相互关联性。仅免疫系统就涉及数百万细胞、蛋白质和信号通路之间的互动,每个都在实时影响其他部分。理清这一错综复杂的网络对人类研究人员来说几乎是不可能的。

代理AI的介入:它们如何帮助?

这就是代理型AI发挥作用的地方。与传统的机器学习模型不同,后者需要大量精心策划的数据,通常设计用于执行特定的狭窄任务,代理型AI系统可以从多个来源摄入非结构化和多样化的数据集,并以更通用的方法自主运行。此外,AI代理不受传统科学思维的限制。它们可以连接不同的领域,测试看似不太可能的假设,这可能会揭示新的见解。最初看起来反直觉的一系列实验可能会帮助发现隐藏的模式或机制,生成新的知识,这些知识可以成为药物发现、免疫学或精准医疗等领域突破的基础。这些实验通过机器人化、全自动实验室以前所未有的速度和规模执行,在这些实验室中,AI代理进行连续的、全天候的工作流程。这些实验室配备了先进的自动化技术,可以处理从订购试剂、准备生物样本到高通量筛选的一切工作。特别是,使用患者衍生的类器官——3D微型器官和组织版本——使AI驱动的实验更接近真实的人类生物学条件。代理型AI与机器人实验室的结合允许大规模探索复杂的生物系统,有可能迅速加速发现的速度。

从代理型AI到AGI

随着代理型AI系统的日益成熟,一些研究人员认为它们可能会为生物学领域的通用人工智能(AGI)铺平道路。尽管AGI——具有相当于人类的一般智能的机器——仍然是更广泛AI社区的一个遥远目标,但生物学可能是第一个接近这一门槛的领域。为什么?因为理解生物系统需要的正是定义AGI的那种灵活、目标导向的思维。生物学充满了不确定性、动态系统和开放性问题。如果我们构建的AI能够自主导航这一空间——做出决策、从失败中学习并提出创新解决方案——我们可能正在构建专门针对生命科学的AGI。

Owkin作为下一个前沿:用代理型AI解锁免疫系统

代理型AI已经开始推动生物学的边界,但下一个前沿在于完全解码人类健康中最复杂和最关键系统之一:免疫系统。Owkin正在构建一个高级形式的智能——一个AGI,能够以前所未有的详细程度理解免疫系统。我们AI生态系统的下一次进化,称为Owkin K,可能会重新定义我们如何理解、检测和治疗与免疫相关的疾病,如癌症和免疫炎症性疾病。Owkin K设想了一个由专门的AI代理组成的协调社区,这些代理可以自主访问和解释全面的科学文献、大规模的生物医学数据,并利用Owkin的发现引擎。这些代理能够规划和执行实验,这些实验在完全自动化的机器人湿实验室中进行,其中患者衍生的类器官模拟真实的人类生物学。这些实验的结果反馈到系统中,使AI代理的模型能够持续学习和改进。Owkin K特别令人兴奋的是其潜在能力,可以解决人类智慧单独难以解开的免疫系统——一个如此复杂的生物网络。通过部署具有自主探索能力的AI代理,该项目可能揭示新的治疗靶点和策略,用于免疫肿瘤学和自身免疫疾病,从而加速开创性治疗方法的开发。

导航代理型AI的挑战和伦理考虑

当然,如此强大的技术伴随着重大的挑战和伦理考虑,包括信任、安全和透明度。但随着代理型AI在医疗保健和研究中的集成度越来越高,我们必须应对这些挑战。例如,我们可以制定包括严格验证协议、实时人工监督和旨在确保安全、问责制和透明度的监管框架在内的缓解计划。通过优先考虑伦理设计和AI系统与人类专家之间的密切合作,我们可以在最大限度地减少风险的同时,充分利用代理型AI的潜力。

代理型AI时代的生物研究未来

代理型AI不仅有可能重塑医疗保健,还可能重塑生物研究的基础。通过允许自主系统探索未知领域,我们可能在免疫学、神经科学和基因组学等目前受人类认知限制的领域解锁新的理解水平。我们很快可能会看到一个世界,AI驱动的实验室昼夜不停地运行,以远远超过人类能力的速度和规模推动生物学的边界。这不仅会加速科学发现,还会为个性化医疗、疾病预防甚至长寿创造新的可能性。最终,代理型AI可能不仅仅是研究人员的另一种工具。它可能是理解生命本身的钥匙——一次自主决策。


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