中國(guó)著名學(xué)者周海中教授曾經(jīng)預(yù)言：“隨著科技進(jìn)步，人工智能時(shí)代即將到來(lái);屆時(shí)，人工智能技術(shù)將廣泛應(yīng)用到各學(xué)科領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果?！比缃?，越來(lái)越多的事實(shí)證明了他的這一預(yù)言。日前，科研人員借助人工智能技術(shù)破解了一個(gè)近半個(gè)世紀(jì)都未解開(kāi)的蛋白質(zhì)折疊難題。
1972年，美國(guó)著名生物化學(xué)家、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主克里斯蒂安·安芬森博士在獲獎(jiǎng)感言中提出了一個(gè)假設(shè)來(lái)說(shuō)明酶進(jìn)行化學(xué)合成的可能性。他猜測(cè)蛋白質(zhì)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)是由它的一維結(jié)構(gòu)所決定的，也就是說(shuō)，由DNA控制細(xì)胞內(nèi)RNA所搭建的特定氨基酸序列，從理論上來(lái)講，應(yīng)該決定了這類蛋白質(zhì)擁有怎樣的結(jié)構(gòu)。這就是著名的蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。沒(méi)想到，這個(gè)假設(shè)竟成為了生物學(xué)界近50年來(lái)一個(gè)重大難題。
然而，這個(gè)重大難題最近卻被谷歌Deepmid推出的AlphaFold破解了。AlphaFold在通過(guò)氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)方面，其準(zhǔn)確性已經(jīng)接近于使用X射線晶體學(xué)、超低溫電子顯微鏡(cryo—EM)等標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法所解析出的3D結(jié)構(gòu)。該消息一出，立刻被《Nature》、《Science》等多家科學(xué)雜志所報(bào)道，《Nature》雜志更是直接將其評(píng)為：“這將改變一切”。在Deepmind發(fā)布的官方推文下，許多科技大佬也紛紛點(diǎn)贊這一重要成果。
人工智能(Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、專家系統(tǒng)和自然語(yǔ)言處理等。人工智能從誕生以來(lái)，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，可以設(shè)想，未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品，將會(huì)是人類智慧的“容器”,也可能超過(guò)人類的智能。
由于近年人工智能技術(shù)快速發(fā)展，許多科研領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用,并取得了豐碩的成果。例如今年新冠肺炎(COVID-19)疫情期間，廣大科研人員借助人工智能抗擊新冠病毒，使這一高新技術(shù)在抵抗疫情方面發(fā)揮了前所未有的能力。前不久，中國(guó)的香港理工大學(xué)及澳門科技大學(xué)研發(fā)出能快速診斷新冠肺炎的人工智能系統(tǒng)，只需20秒便能斷癥，并預(yù)測(cè)病人病情會(huì)否惡化，準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。
又如谷歌的科研人員最近運(yùn)用人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)能力，將現(xiàn)有天文數(shù)據(jù)輸入“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。結(jié)果，人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)了銀河系中的兩顆新行星。其中一顆行星編號(hào)為“開(kāi)普勒-90i”，其所在的恒星系有8顆行星，酷似太陽(yáng)系;這顆行星比地球稍大，公轉(zhuǎn)一周需要兩個(gè)星期的時(shí)間，是所在恒星系中發(fā)現(xiàn)的第三顆巖質(zhì)行星，而其母恒星比我們的太陽(yáng)稍大且更熱。
有了人工智能技術(shù)的相助，今后的科研成果將會(huì)越來(lái)越多。許多科研人員在這方面作出了自己的貢獻(xiàn)，也為這一高新技術(shù)落地應(yīng)用提供了廣闊的天地。完全可以相信,在科研人員的努力下和人工智能技術(shù)的助力下,我們將迎來(lái)更加美好的未來(lái)。
文/吳燕(作者單位：新加坡南洋理工大學(xué)工學(xué)院)
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