Wissenschaftliche Fortschritte zur Lösung komplexer Probleme erfordern oft große Teams von Experten aus verschiedenen Fachbereichen. Der Aufbau solcher Teams ist schwierig und ressourcenintensiv. Doch was wäre, wenn KI-Agenten so konzipiert werden könnten, dass sie als strukturierte Mitarbeiter in solchen Forschungsteams dienen?
Forscher haben kürzlich ein "virtuelles Labor" mit spezialisierten KI-Agenten eingerichtet, die funktionale SARS-CoV-2-Nanokörper entdeckt haben. Diese Studie wirft Fragen im Zusammenhang mit der Erfinderschaft von Patenten auf, da das Team von KI-Agenten nicht nur ein spezialisiertes Werkzeug ist, sondern auch innovative Lösungen hervorbringt.
Im virtuellen Labor spielte jeder KI-Agent eine bestimmte Rolle - Immunologe, Spezialist für maschinelles Lernen, Antikörperingenieur, Strukturbiologe und wissenschaftlicher Kritiker - und wurde von einem leitenden "PI"-Agenten koordiniert und von menschlichen Forschern angeleitet. Ähnlich wie bei einer realen Laborbesprechung führten das Feedback des wissenschaftlichen Kritikers und die Anleitung durch den PI-Agenten zu einer Verfeinerung und Verbesserung. Darüber hinaus führte das virtuelle Labor parallele Versionen der gleichen Sitzungen durch, jeweils mit zufälligem Agentenverhalten, und fasste dann die vielversprechendsten Ideen zusammen.
Dieses virtuelle Labor trägt dazu bei, ein zentrales Problem der KI-Innovation anzugehen: menschliche Intuition, implizites Wissen und die soziale Dynamik der Innovation, wie bereits erwähnt. Durch die Simulation des iterativen, sozialen und oft chaotischen Charakters wissenschaftlicher Entdeckungen kommen diese KI-Teams der Funktionsweise menschlicher Innovation näher.
Das virtuelle Labor zeigt, dass KI-Systeme mehr als passive Werkzeuge sein können, wenn sie als interaktive Teams strukturiert sind. Die menschlichen Forscher spielten nach wie vor eine wichtige Rolle - sie gaben die ersten Impulse und leiteten die Forschungsphasen -, aber die KI-Agenten leisteten einen bedeutenden Beitrag. Die Entwicklung dieses virtuellen Labors vertieft die komplexe Frage: Wann ist die KI nicht mehr ein Werkzeug, sondern der Erfinder?
Da virtuelle Labore immer leistungsfähiger werden, wird die Definition von Erfinderschaft und "signifikantem Beitrag" im Patentsystem mehr Klarheit erfordern - und wahrscheinlich auch ein Überdenken der bestehenden Rahmenregelungen.
Wir demonstrieren die Leistungsfähigkeit des Virtuellen Labors, indem wir es für die Entwicklung von Nanokörper-Bindemitteln für die jüngsten Varianten von SARS-CoV-2 einsetzen. Dies ist ein anspruchsvolles, offenes Forschungsproblem, das Überlegungen in verschiedenen Bereichen von der Biologie bis zur Informatik erfordert. Das virtuelle Labor erstellt eine neuartige Pipeline für die rechnerische Entwicklung von Nanokörpern, die ESM, AlphaFold-Multimer und Rosetta einbezieht und 92 neue Nanokörper entwickelt. Die experimentelle Validierung dieser Entwürfe zeigt eine Reihe von funktionellen Nanokörpern mit vielversprechenden Bindungsprofilen für alle SARS-CoV-2-Varianten. Insbesondere zwei neue Nanokörper weisen eine verbesserte Bindung an die neuen JN.1- oder KP.3-Varianten von SARS-CoV-2 auf, während sie gleichzeitig eine starke Bindung an das ursprüngliche virale Spike-Protein beibehalten, was auf interessante Kandidaten für weitere Untersuchungen hindeutet. Dies zeigt, dass das Virtuelle Labor in der Lage ist, rasch wirkungsvolle wissenschaftliche Entdeckungen in der Praxis zu machen.
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