機器人科學家 - 簡介

機器人科學家是指能獨立推理、把理論公式化乃至探索科學知識的人工智能。目前該人工智能主要用于生物方面的研究。

程序員已經(jīng)讓電腦變成了相當強大的工具，雖然它不會說話，但它相當聰明。人工智能方案可以處理相當復雜的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)復雜的程度是人類無法獨立完成相關分析的。人工智能甚至能自己提出假說，即一些促進科學發(fā)展的可測試的問題。

正如機器是人類器官的延伸，能生產(chǎn)所需的各類產(chǎn)品，人類同樣也希望機器能拓展智能，揭開更多科學的奧秘，加速科技突破。事實上，機器人獨立從事科學研究已經(jīng)不是夢想。兩臺名叫“亞當”和“夏娃”的機器人已經(jīng)開始在微生物學和藥物篩選方面的研究，一個名為“生物信息學”的新學科已經(jīng)出現(xiàn)。

英國威爾士一所大學的羅斯·金教授認為，科學發(fā)現(xiàn)過程的自動化對了解科學的實質是至關重要的;只有人造出機器來重復特定現(xiàn)象，才能說人真的完全理解了這一現(xiàn)象?；谶@一思想，金教授一直致力于開發(fā)一套具有較高智能的計算機系統(tǒng)，能獨立設計實驗并實際執(zhí)行，分析實驗結果，然后在此基礎上對實驗進行修正，在更高水平上重新開始實驗。1999年金教授領導的“機器人科學家”項目正式啟動，并于2004年通過復雜的自動化技術設計出“亞當”，開始從事酵母基因作用機理的研究;2008年又開始了“夏娃”項目，通過大規(guī)模的實驗尋找新的制藥原料。

　 結構

硬件

從硬件來說，亞當?shù)捏w積大概相當于一個廂式小貨車，包括一個儲存酵母菌株的冷庫、兩個培養(yǎng)室、三個輸送培養(yǎng)液的細管、三個機械臂、一個清洗機、一個離心機以及若干攝像頭和傳感器。“亞當”能不知疲倦地每天做1000個以上的實驗，分析20萬個實驗結果。只需要一名技術人員為它做清潔保養(yǎng)工作并補充新鮮的原料。

軟件

從軟件來說，“亞當”擁有一個龐大的有關酵母新陳代謝機理的數(shù)據(jù)庫——細胞中所有的化學反應，以及反應所涉及的所有數(shù)千個基因、蛋白質及化學物質。因此“亞當”能利用這些數(shù)據(jù)自行設計運行實驗。像所有的科學家那樣，“亞當”會先做假設，然后開始實驗。

研究領域

“機器人科學家”可以投身于解開生物學謎題、研發(fā)新藥、了解宇宙等研究領域，不過“亞當”眼下僅能承擔一些相對簡單工作。

“夏娃”智能比“亞當”高得多，主要應用于新藥研究領域。

成果

經(jīng)過6年多的運行，2010年3月“亞當”成功破解了一種特殊酶的奧秘，并通過人工實驗驗證了結果的正確性。這是科學史上第一次由人工智能工具實現(xiàn)的科學發(fā)現(xiàn)，不僅在《科學》雜志上刊登了實驗結果，而且“亞當”被《時代》雜志評為十大科學發(fā)現(xiàn)之一。一些生物技術公司已經(jīng)開始將這一技術應用于商業(yè)研究，丹麥的諾維信公司就是其中之一。該公司研發(fā)部人員介紹說，諾維信通過使用機器人科學家大大加快了酶制劑的研發(fā)速度，為用于農(nóng)作物廢棄物制作生物乙醇的纖維素酶的商業(yè)化作出了巨大貢獻。

“亞當”們擅長的是通過海量的重復實驗得到科學發(fā)現(xiàn)。當科學家們喝咖啡或者休息時，“亞當”和“夏娃”還在不知疲倦、精確無誤地重復實驗。沒有人類的智慧，沒有人類創(chuàng)造的軟件和硬件，它們還只是冰冷的鋼鐵。人們可以將它們看作是望遠鏡、顯微鏡這樣科研工具的進步，而不斷創(chuàng)新的能力還只屬于人類。