ии агент

В молекулярной биологии умение работать руками ценят очень высоко. Исследователям приходится аккуратно обращаться с хрупкой лабораторной посудой, отмерять небольшие объёмы жидкостей с помощью пипеток и выполнять множество других точных манипуляций. Но в генетической лаборатории Шанхайского университета Цзяотун всё устроено иначе. Здесь эксперименты проектирует и проводит команда роботов под управлением искусственного интеллекта, а людям остаётся пополнять запасы реагентов и расходных материалов и обслуживать оборудование.

Систему назвали AutoDNA, а описание лаборатории исследователи опубликовали в журнале Nature. Чтобы запустить исследование, человеку достаточно описать задачу в простом промпте. Команда ИИ-агентов самостоятельно спланирует эксперимент, подберёт необходимые операции и проведёт его от начала до конца. Искусственный интеллект координирует работу множества приборов практически без участия человека, а роботизированные манипуляторы перемещают образцы между устройствами.

AutoDNA работает более чем с 20 типами лабораторного оборудования. В рамках одного проекта ИИ-агенты выполняют тысячи операций и проводят разные эксперименты, в том числе синтезируют и секвенируют ДНК. И, как считают ученые, будущее науки во многом будет связано с автономными лабораториями.

Исследователи проверили AutoDNA на нескольких задачах. Например, система успешно обнаружила в образце ДНК мутацию, связанную с раком. В другом эксперименте учёные попросили её записать сообщение в ДНК с помощью четырёх азотистых оснований, которые обозначают буквами A, C, G и T. Для этого они выбрали популярную цитату, которую часто ошибочно приписывают Стивену Хокингу: «Интеллект — это способность приспосабливаться к изменениям». Учёные написали промпт обычным языком, без использования программного кода, и попросили AutoDNA синтезировать молекулы ДНК с закодированным сообщением. Затем система с помощью другого оборудования прочитала последовательность оснований и проверила, правильно ли записала текст.

Примерно за 8 дней AutoDNA выполнила 11 382 операции. Однако и без помощи людей не обошлось: учёным пришлось следить за запасами расходных материалов и пополнять их по мере необходимости. За время эксперимента они добавляли в лабораторные приборы буферные растворы и пробирки, а также заменяли наконечники для пипеток.

«Это только начало того, что станет возможным в будущем», — говорит Решма Шетти, соосновательница и президент биотехнологической компании Ginkgo Bioworks из Бостона, которая в этом году объявила о запуске автономной лаборатории совместно с OpenAI. Вместе с тем Шегги сомневается, что система справится с более сложным оборудованием, например, масс-спектрометрами для анализа белков. 

Однако не все ученые считают высокую степень автономности AutoDNA преимуществом. Джулиус Б. Лакс, синтетический биолог из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, опасается, что система не обеспечивает достаточного контроля со стороны человека. «Вы запускаете эту систему, а потом уже не участвуете в её работе. Вы не можете отслеживать, что происходит. Очень важно, чтобы человек оставался вовлечённым в процесс», — говорит он.

Пока исследователи проверяли AutoDNA только на экспериментах с ДНК в растворе и не работали с клетками или живыми организмами. Если учёные захотят использовать систему для исследований живых организмов, им придётся разработать отдельный план биологической безопасности. Он должен предусматривать дополнительные меры контроля: например, система будет запрашивать у человека разрешение на определённые действия, давать ему возможность следить за ходом эксперимента и при необходимости останавливать его.