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AI與基因科學(xué)的對(duì)話:高嶺之花如何“接地氣”

AI與基因科學(xué)的對(duì)話:高嶺之花如何“接地氣”

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(tái)、技術(shù)、場(chǎng)景、生態(tài)等多方面的綜合實(shí)力,你方唱罷我登場(chǎng)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(huì)與“長(zhǎng)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(shí)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(chǎng)世紀(jì)矚目的“華山論劍”中,智能相對(duì)論行業(yè)分析師顏璇開了個(gè)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(cè);驒z測(cè)有兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景,一個(gè)是健康檢查,比如預(yù)測(cè)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(cè)序檢測(cè)出了自己罹患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn);另一個(gè)則是商業(yè)化的“算命式”基因檢測(cè),比如通過基因測(cè)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(cè)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(gè)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(guó)際研究團(tuán)隊(duì)就完成了美國(guó)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(huì)非常大,當(dāng)然,這類技術(shù)也會(huì)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(huì)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(huì)。

1.疾病診斷上,AI與基因相輔相成

某個(gè)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(shí),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(duì),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(huì)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(huì)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(cè)是接觸不到患者的實(shí)際情況的。

也就是說,即使基因檢測(cè)獲得了大量數(shù)據(jù),對(duì)于疾病的指向性依舊是有限的。而面對(duì)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(huì)有助益。

就拿最近美國(guó)斯坦福大學(xué)開發(fā)的AI預(yù)測(cè)死亡系統(tǒng)舉例,這個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)了12個(gè)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(duì),就會(huì)生成這個(gè)患者在3—12個(gè)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(chǎng)景識(shí)別等功能,對(duì)患者進(jìn)行行動(dòng)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(guó)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(cè)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(gè)模擬模型,就要配有5000個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)不停的計(jì)算12-18個(gè)小時(shí),還要對(duì)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(gè)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(huì)在哪個(gè)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(gè)人的生物信息。與AI只能圖像識(shí)別不同,智能終端+基因芯片或許可以打造出一個(gè)人類GIS智能設(shè)備,這個(gè)豐富的多維度的信息嵌合體可以用來解讀個(gè)人的健康情況、識(shí)別個(gè)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(cè)污微生物或有機(jī)化合物對(duì)環(huán)境、人體、動(dòng)植物的污染和危害;蛐酒(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)。 

從AI“類人”的圈子里跳出來

一方面,在基因科學(xué)中,解讀人類基因程序語言的意義在于解讀地球生物圈的程序代碼。我們?cè)诮炭茣暇蛯W(xué)過,基因是編譯氨基酸的密碼子。除了極少數(shù)的不同之外,地球上已知生物的遺傳密碼均非常接近。因此,根據(jù)演化論,遺傳密碼應(yīng)在生命歷史中很早期就出現(xiàn)。而這一點(diǎn),對(duì)研究物種的誕生有著非常重要的意義,在以后,我們不排除“人造”地球生物圈的可能性。

另一方面,我們目前提到的機(jī)器人、計(jì)算機(jī)等人工智能是沒有意識(shí)的,即使我們不斷地嘗試,想讓AI變得更像人,但機(jī)器所做的主要還是認(rèn)知的事情,做的是一個(gè)Pattern Recognition,聽聽聲音,看看圖像。人腦的高級(jí)功能還是無法移植到AI上。自深度學(xué)習(xí)以來,AI一直沒有重大的理論突破,也證明了創(chuàng)造出具有意識(shí)、情感的非生命還是很難的。

美國(guó)哲學(xué)家約翰·希爾勒曾經(jīng)提出“中文房間”的實(shí)驗(yàn)理論來反駁電腦和其他人工智能能夠真正思考的觀點(diǎn)。在這個(gè)思維實(shí)驗(yàn)里,只要計(jì)算機(jī)擁有了適當(dāng)?shù)某绦,理論上就可以說計(jì)算機(jī)擁有它的認(rèn)知狀態(tài)以及可以像人一樣地進(jìn)行理解活動(dòng)。

在這個(gè)理論基礎(chǔ)上,我們或許可以開一個(gè)比較大的腦洞,就是跳出人工智能一定要作為仿生機(jī)器、“類人AI”而出現(xiàn)的圈子,而是利用動(dòng)物的思維,模擬動(dòng)物的程序,這或許會(huì)是一個(gè)具有極大潛力的空間。

來自澳大利亞新英格蘭大學(xué)的基爾斯蒂·阿爾伯特就曾驚嘆于螞蟻的智能,“螞蟻比我們想象的要聰明太多——我們把螞蟻叫做超個(gè)體, 因?yàn)樗麄冃纬闪嗽S多與人類大腦類似的網(wǎng)絡(luò)。” 的確, 與人類的社交系統(tǒng)相比,蟻群的社交系統(tǒng)相當(dāng)?shù)木堋?/p>

如果把這個(gè)“人造”生物圈當(dāng)作一個(gè)生物進(jìn)化的實(shí)驗(yàn)工廠,那么我們或許可以從中總結(jié)出一套有別于人類的某個(gè)物種的程序語言,要說明的是,這種動(dòng)物專屬的程序是一直存在的,比如螞蟻的社交行為,只是在進(jìn)化過程中沒有動(dòng)物會(huì)自己總結(jié)下來。當(dāng)人類能夠縱觀整個(gè)生命歷史時(shí),總結(jié)歸納一個(gè)物種的程序語言也未嘗不可,而那意味著人類能夠創(chuàng)造以新的程序語言為基礎(chǔ)的“動(dòng)物智能”。

與其讓AI不斷進(jìn)行人工標(biāo)簽數(shù)據(jù)的積累學(xué)習(xí),不如先構(gòu)建一個(gè)動(dòng)物行為的知識(shí)圖譜,進(jìn)行系統(tǒng)化訓(xùn)練,一旦訓(xùn)練成功,對(duì)于人們來說,受益將會(huì)是永久性的。

最重要的是,當(dāng)基因科學(xué)獲得突破,人類將有機(jī)會(huì)獲得動(dòng)物、植物的非公式性變量波動(dòng)(即情感波動(dòng)),那么,將這樣的波動(dòng)作為數(shù)據(jù)庫植入到AI中,或許可以解決我們?cè)谌粘I钪袆?dòng)物語料庫不足、語義不明晰的問題。如果動(dòng)物存在真情實(shí)感,通過基因技術(shù)+AI技術(shù),我們或許可以實(shí)現(xiàn)人與動(dòng)物的情感交流。

不論如何,AI和基因科學(xué)遲早會(huì)實(shí)現(xiàn)花開遍地,而人類對(duì)于科技和自然的探索,就像時(shí)間之矢一樣,永遠(yuǎn)向前。

文 | 顏璇

聲明: 本文由入駐維科號(hào)的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場(chǎng)。如有侵權(quán)或其他問題,請(qǐng)聯(lián)系舉報(bào)。

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