211service.com
Et skridt mod Robo-Science
I sidste uge annoncerede videnskabsmænd i Storbritannien, at de har udviklet en robot, der er i stand til at gøre simple videnskabelige opdagelser på egen hånd.
Laboratorieassistent: Ross King, en datalog ved Aberystwyth University, er en hovedforsker bag Adam og Eva.
Robotsystemet, kaldet Adam, opstiller en hypotese om, hvilke gener i gær, der koder for de enzymer, der er ansvarlige for at katalysere visse biokemiske reaktioner. Den udfører derefter eksperimenter designet til at bevise, at dens hypoteser er rigtige eller forkerte.
Forskerne beskrev resultaterne af Adams eksperimenter i tidsskriftet Videnskab . Gruppen er ved at udvikle Eve, et andet robotlaboratoriesystem, som vil bruge en lignende tilgang til lægemiddelopdagelse og skulle fungere til sommer.
Sofistikerede robotlaboratoriesystemer som Adam og Eva kan have stor indflydelse på fremtidige lægemiddel- og genomiske tests, siger eksperter. I årevis har en teknik kaldet high-throughput screening (HTS) givet virksomheder mulighed for hurtigt at udføre eksperimenter ved hjælp af automatiserede enheder. Et HTS-system kan hurtigt og præcist injicere hundredtusindvis af forbindelser i prøver. Disse automatiserede systemer kan gøre på få dage, hvad et team af videnskabsmænd ville have brug for meget længere tid for at fuldføre i hånden.
Men forskere skal stadig selv vurdere resultaterne af eksperimenter, selvom de ofte bruger softwareprogrammer til at analysere enorme mængder data. Adam og Eva sigter mod at integrere evalueringsprocesserne for at gøre laboratorietestning endnu hurtigere og mere effektiv.
Laboratorierobotter tester tusinder og titusindvis af forbindelser på en brute-force måde, siger Ross King , professor i datalogi ved Aberystwyth University og hovedforsker i de intelligente robotsystemer. Vores idé er at forsøge at gøre dette på en mere intelligent måde. King siger, at Adam og Eva er de første systemer, der kombinerer store biblioteker af videnskabelige data med maskinlæringsteknikker og sofistikeret laboratoriehardware.
Den slags eksperimenter, robotter kan udføre, er meget enkle, siger Jim engelsk , vicedirektør for National Institute of Health's Chemical Genomics Center. De kan ikke udføre flere trin; de skal have en meget ligetil protokol. Smartere robothjælpere kan være en del af det, der vil bringe den nye æra af robotteknologi ind i videnskaben, siger han. Vi kan ikke tage 10 år at udvikle et lægemiddel længere. Vi skal være i stand til at gøre alt det her hurtigere.
Eve vil til sidst teste medicin til behandling af malaria og schistosomiasis (en infektion forårsaget af flere slags parasitorm). Eve vil gøre dette ved at forudsige, hvordan lægemiddelmolekyler skal interagere med laboratorieprøver. Robotten har en stor databank om kemiske forbindelser; maskinlæring vil blive brugt til at lære det, hvordan forskellige former relaterer til kemisk aktivitet.
Efter at Eve har opdaget nogle få nøgleforbindelser - dem, der genererer en ønsket aktivitet eller reaktioner i laboratoriet - vil den lave hypoteser om, hvad der kunne være vigtigt om formen af det kemikalie, der forårsager aktiviteten, siger King. Derefter vil den udføre yderligere eksperimenter baseret på disse antagelser.
Sådan et automatiseret system kunne helt sikkert være nyttigt, fordi der er så meget data derude, siger Anthony Johnson, administrerende direktør for Empire Genomics , et servicelaboratorium, der udfører test med høj kapacitet. Hvis man havde en maskine, der kunne forstå slutmålet for et givent forskningsprojekt og designe en række eksperimenter, ville det være fantastisk, siger han.
Men fordi genomisk testning er så kompleks, mener Johnson, at et sådant system kunne vise sig mest nyttigt som en måde at gøre den nuværende forskning mere effektiv på, snarere end som et middel til at gøre nye opdagelser på egen hånd.
Til sidst vil de to robotter arbejde sammen: Adam vil skabe gærkulturer, som Eva vil bruge i sine eksperimenter. Om 10 til 20 år vil jeg tro, at sådanne systemer ville være relativt almindelige i laboratorier, siger King.