
解决复杂问题的科学进步往往需要跨学科的大型专家团队。建立这样的团队既具有挑战性,又需要大量资源。但是,如果可以设计人工智能代理,使其成为此类研究团队中的结构化合作者呢?
研究人员最近设计了一个由专业人工智能代理组成的 "虚拟实验室",发现了功能性 SARS-CoV-2 纳米抗体。这项研究加剧了对专利发明的质疑,因为人工智能代理团队不仅是一种专业工具,而且还能产生创新解决方案。
在虚拟实验室中,每个人工智能代理都扮演着明确的角色--免疫学家、机器学习专家、抗体工程师、结构生物学家和科学评论家--由一个首席 "PI "代理协调,并由人类研究人员提供指导。就像真实的实验室会议一样,科学评论家的反馈和 PI 代理的指导可以促进完善和改进。此外,虚拟实验室还举行了平行版本的相同会议,每个会议的代理行为都是随机的,然后对最有前途的想法进行综合。
这一虚拟实验室的设计有助于解决人工智能创新中的一个核心挑战:人类的直觉、隐性知识和创新的社会动力,如前所述。通过模拟科学发现的迭代性、社会性和通常的混乱性,这些人工智能团队更接近人类创新的运作方式。
虚拟实验室表明,人工智能系统在组成互动团队时,可以不仅仅是被动的工具。人类研究人员仍然扮演着重要角色--提供初始提示和指导研究阶段--但人工智能代理也做出了有意义的贡献。这个虚拟实验室的开发强化了一个复杂的问题:人工智能何时不再是工具,而是发明者?
随着虚拟实验室的能力越来越强,专利制度中对发明权和 "重大贡献 "的定义需要更加明确,而且很可能需要对现有框架进行重新思考。
我们将虚拟实验室应用于设计 SARS-CoV-2 最新变种的纳米抗体粘合剂,从而展示了虚拟实验室的强大功能,这是一个具有挑战性的开放式研究问题,需要从生物学到计算机科学等不同领域进行推理。虚拟实验室创建了一个新颖的计算纳米抗体设计流水线,该流水线结合了ESM、AlphaFold-Multimer和Rosetta,设计出92个新的纳米抗体。对这些设计进行的实验验证揭示了一系列功能性纳米抗体,它们与 SARS-CoV-2 变体的结合情况良好。特别是,有两种新的纳米抗体与 SARS-CoV-2 的最新 JN.1 或 KP.3 变体的结合力有所提高,同时与祖先病毒尖峰蛋白的结合力仍然很强,这为进一步研究提供了令人兴奋的候选对象。这表明虚拟实验室有能力迅速取得有影响力的实际科学发现。
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