ИИ может найти иголку в миллионе стогов сена
Искусственный интеллект изменил способ ведения науки, позволив исследователям анализировать огромные объемы данных, генерируемых современными научными инструментами. Он может найти иголку в миллионе стогов сена с информацией и, используя глубокое обучение, может учиться на самих данных. ИИ ускоряет прогресс в поиске генов, медицине, разработке лекарств и создании органических соединений. Глубокое обучение использует алгоритмы, часто нейронные сети, обученные на больших объемах данных, для извлечения информации из новых данных. Он сильно отличается от традиционных вычислений с его пошаговыми инструкциями. Скорее, он учится на данных. Глубокое обучение гораздо менее прозрачно, чем традиционное компьютерное программирование, оставляя важные вопросы — чему научилась система, что она знает?
Как профессор химии, я люблю разрабатывать тесты, в которых есть хотя бы один сложный вопрос, расширяющий знания учащихся и определяющий, могут ли они комбинировать разные идеи и синтезировать новые идеи и концепции. Мы придумали такой вопрос для выдающегося детища защитников ИИ, AlphaFold, которая решила проблему сворачивания белков. Белки есть во всех живых организмах. Они обеспечивают клетки структурой, катализируют реакции, транспортируют небольшие молекулы, переваривают пищу и делают многое другое. Они состоят из длинных цепочек аминокислот, как бусинки на нитке. Но для того, чтобы белок выполнял свою работу в клетке, он должен изгибаться и образовывать сложную трехмерную структуру. Этот процесс называется сворачиванием белка. Неправильно свернутые белки могут привести к заболеванию.
В своей речи на вручении Нобелевской премии по химии в 1972 году Кристиан Анфинсен предположил, что трехмерную структуру белка можно рассчитать на основе последовательности его строительных блоков, аминокислот. Точно так же, как порядок и интервалы между буквами в этой статье придают ей смысл и смысл, так и порядок аминокислот определяет идентичность и форму белка, что приводит к его функции. Из-за присущей аминокислотным строительным блокам гибкости типичный белок может принимать примерно 10 в степени 300 различных форм. Это огромное число, больше, чем количество атомов во Вселенной. Тем не менее, в течение миллисекунды каждый белок в организме сворачивается в свою особую форму — самое низкое энергетическое расположение всех химических связей, составляющих белок. Замените всего одну аминокислоту из сотен аминокислот, обычно встречающихся в белке, и он может неправильно сложиться и перестать работать.
В течение 50 лет ученые-компьютерщики безуспешно пытались решить проблему сворачивания белков. Затем в 2016 году DeepMind, дочерняя компания Google Alphabet, занимающаяся искусственным интеллектом, запустила свою программу AlphaFold. В качестве обучающего набора он использовал банк данных белков, который содержит экспериментально определенные структуры более чем 150 000 белков. Менее чем за пять лет AlphaFold преодолела проблему фолдинга белков — по крайней мере, самую полезную ее часть, а именно определение структуры белка по его аминокислотной последовательности. AlphaFold не объясняет, как белки сворачиваются так быстро и точно. Это была крупная победа ИИ, потому что он не только принес огромный научный престиж, но и стал крупным научным достижением, которое могло повлиять на жизнь каждого.
Сегодня, благодаря таким программам, как AlphaFold2 и RoseTTAFold, такие исследователи, как я, могут определять трехмерную структуру белков по последовательности аминокислот, из которых состоит белок, — бесплатно — за час или два. До AlphaFold2 нам приходилось кристаллизовать белки и определять структуры с помощью рентгеновской кристаллографии, процесс, который занимал месяцы и стоил десятки тысяч долларов за структуру. Теперь у нас также есть доступ к базе данных AlphaFold Protein Structure Database, где Deepmind хранит трехмерные структуры почти всех белков, обнаруженных у людей, мышей и более чем 20 других видов. На сегодняшний день они решили более миллиона структур и планируют добавить еще 100 миллионов структур только в этом году. Знания о белках резко возросли. Структура половины всех известных белков, вероятно, будет задокументирована к концу 2022 года, среди них много новых уникальных структур, связанных с новыми полезными функциями.
AlphaFold2 не был разработан для предсказания того, как белки будут взаимодействовать друг с другом, однако он смог смоделировать, как отдельные белки объединяются в большие сложные единицы, состоящие из нескольких белков. У нас был сложный вопрос для AlphaFold: научил ли его структурный тренировочный набор чему-то химии? Может ли он сказать, будут ли аминокислоты реагировать друг с другом — редкое, но важное явление? Я вычислительный химик, интересующийся флуоресцентными белками. Это белки, обнаруженные в сотнях морских организмов, таких как медузы и кораллы. Их свечение можно использовать для освещения и изучения болезней. В банке данных белков насчитывается 578 флуоресцентных белков, из которых 10 «сломаны» и не флуоресцируют. Белки редко атакуют сами себя, этот процесс называется автокаталитической посттрансляционной модификацией, и очень сложно предсказать, какие белки будут реагировать сами с собой, а какие нет.
Только химик со значительным объемом знаний о флуоресцентных белках сможет использовать аминокислотную последовательность, чтобы найти флуоресцентные белки, которые имеют правильную аминокислотную последовательность для прохождения химических превращений, необходимых для того, чтобы сделать их флуоресцентными. Когда мы представили AlphaFold2 с последовательностями 44 флуоресцентных белков, которых нет в банке данных белков, он уложил фиксированные флуоресцентные белки иначе, чем сломанные. Результат нас ошеломил: AlphaFold2 немного выучил химию. Они выяснили, какие аминокислоты в флуоресцентных белках участвуют в химических процессах, которые заставляют их светиться. Мы подозреваем, что обучающий набор белковых данных и множественные выравнивания последовательностей позволяют AlphaFold2 «думать» как химики и искать аминокислоты, необходимые для реакции друг с другом, чтобы сделать белок флуоресцентным.
Складная программа, изучающая некоторые химические элементы из своего тренировочного набора, также имеет более широкие последствия. Что еще можно получить от других алгоритмов глубокого обучения, задавая правильные вопросы? Могут ли алгоритмы распознавания лиц найти скрытые маркеры болезней? Могут ли алгоритмы, предназначенные для прогнозирования моделей расходов среди потребителей, также обнаруживать склонность к мелкому воровству или обману? И самое главное, желательна ли эта возможность — и аналогичные скачки в возможностях других систем ИИ?
Источник
Последние аномальные новости

Биоинженерные технологии отслеживают живые клетки

Виды бактерий с тибетских ледников опасны для здоровья

Военные корабли США были окружены сотней НЛО

Впервые нашли изопропанол в межзвездной среде

Еще один взгляд на инцидент в Розуэлле

Загадочная смерть подростков в ночном клубе

История о подземных ящерах Лос-Анджелеса

Командная работа человека и ИИ ускоряет регенеративную медицину

Люди с похожим запахом тела подружатся

Метеорит пролетел над Японией

Новый аппарат сможет обнаружить черные дыры-изгои

Подозрительные сигналы из космоса пытаются расшифровать

Помогите ученым НАСА найти облака на Марсе

Ужасный зверь келпи

Уникальный каменный идол обнаружен в Индии

Физики решают загадку жизни нейтрона

Флот НЛО замечен над Сан-Диего

Частицу астероида нашли в лунном грунте

Экзотические микрокристаллы углерода в метеоритной пыли

Электронные письма Министерства обороны США о Луисе Элизондо

Двое мужчин женились на одной и той же женщине

Двойной кратер, оставленный таинственной ракетой на Луне

Древние микробы могут помочь нам найти внеземные формы жизни

Жидкая вода также есть на неземлеподобных планетах

Загадочный механизм роста усатых кристаллов

Зловещая сторона феномена похищения инопланетянами

ИИ быстро становится фанатиком после изучения интернета

Китайские ученые скрыли данные о странных сигналах

Марсоход провел инвентаризацию ключевых компонентов жизни

Могли бы астронавты выращивать помидоры на Марсе

Мы источник пищи для инопланетян и паранормальных существ

Найден самый полный мамонтенок в Северной Америке

Необходим углубленный поиск доказательств жизни на Марсе

НЛО заметили в Краснодаре

Обезьяна с мачете неделю терроризировала город

Открытие вируса дает подсказки о происхождении сложной жизни

Саркофаги пожиратель плоти в древней Турции

Создали роботов-светлячков размером с насекомое

Суперземли могут быть более пригодными для жизни, чем Земля

Таинственные горячие экзоюпитеры

Женщина случайно сняла бигфута

Жизнь на Луне существовала

Загадочные невидимые миры

Загадочный инопланетянин - Тощий Боб

Как мир впервые столкнулся с НЛО

Люди могут научиться эхолокации всего за 10 недель

Наша кровь может поступать из ранее неизвестного источника

НЛО заметили в Восточной Яве

Очень странные и зловещие люди в черном

Пенсионер (100 лет) устал сидеть без дела и вышел на работу

Правительство Бразилии провело слушания об НЛО

Самая большая в мире бактерия

Самый высокий IQ в истории

Симпсоны предсказали будущего президента США

Существовала ли на Земле высокоразвитая цивилизация

Темный диск пролетел над Луной

У мира нет плана на случай встречи с инопланетянами

Уфолог впервые за десятилетия работы выступил публично

Юпитер пожирал протопланеты

Японские ученые обнародовали свидетельства существования НЛО

Наземные фейерверки в интернет-магазине FEERVERKIN

Ванга предупреждала, с кем лучше не иметь дело

Джон Кеннеди. Смерть на Дили Плаза

Жители дома подали коллективную жалобу на паранормальные явления

Жители Самары приняли лучи прожекторов за НЛО

Историк заявил, что решил загадку Титаника

Китай создает ИИ сравнимый с человеческим мозгом

Климатический ущерб, вызванный ростом космического туризма

Марсиане могут угрожать всей жизни на Земле

НЛО заметили в Уругвае

Нумерологи раскрыли причину внезапной смерти певцов

Офицер разведки США рассказал о контактах с НЛО

Почему Крис Картер не доверяет докладу правительства США об НЛО

Правдивая история того, что произошло в Розуэлле

Предсказание Жириновского о развале США начало сбываться

Происхождение Людей в черном

Путешественник нашел следы семейства бигфутов

Сексуальный призрак флиртовал с охотницей за привидениями

Снежного человека сняли в России

Странное существо-тень пряталось за деревом

Таинственная пирамида может хранить невероятные древние знания

Альтернатива естественному зарождению жизни

Анализы антарктических минералов позволяют лучше понять Марс

Благоприятный район для жизни обнаружен на Марсе

Британские ученые считают людей пришельцами

Врачи нашли червя в голове женщины

Голоса мертвых и загадочная смерть Дэвида Чейза

Гуманоидный робот Теслы с ИИ будет готов через три месяца

Идеальный шторм, одновременно сияет радуга и сверкают молнии

Иностранные правительства следят за телефонами граждан

Какая связь между Ньютоном, Ноевым ковчегом и Богом

Канал известного уфолога на YouTube удалили

Конгресс США провел первую публичную дискуссию по НЛО

Миссия НАСА по изучению астероидов приостановлена

Мозг осьминога и человека имеют одни и те же гены

Названо меню супердолгожителей

Начались перевозки пассажиров на роботакси в Сан-Франциско

НЛО замечены в небе Испании

Новый научный прибор поможет искать внеземную жизнь

Нострадамус предсказал дату конца света

Облако в форме НЛО замечено над Ниагарским регионом

Пентагон хочет сбрасывать солдат в зону конфликта из космоса

Первое наблюдение НЛО произошло 75 лет

Поражающие воображение технологии древних найдены в Иране

Почему с неба Техаса падала рыба

Пчелы взяли в заложники жителей многоквартирного дома

Рецензия на книгу 'Оборотни в Пентагоне'

Семья заразились редчайшей болезнью, пообедав рыбой

Следы древнего наводнения обнаружены на Марсе

Сын Илона Маска официально сменил пол и имя

Тюремщики издеваются над конспирологом Ассанжем

Будет ли повторение WOW-сигнала

Ванга предсказывала Украине неспокойные времена

Военные пилоты наблюдали полет армады НЛО

Гигантские бактерии обнаружены в карибских мангровых болотах

Два истребителя преследуют НЛО в штате Мэн

Живые камни, которые растут и двигаются

Журавль - птица из иных миров

ИИ DALL-E сгенерировала чудовище

ИИ Google - ребенок, который может делать плохие вещи

История о пастухе, который подружился с инопланетянином

Как во сне подключиться к информационному полю

Как гадать по спящему мужчине

Как могли образоваться первые биомолекулы

Когда миры криптозоологии пересекаются с заговорами

Космические события, которые могут уничтожить жизнь на Земле

Крик бигфута записали в Британской Колумбии

Лаванда в магии для чего используется

Марсоход составил карту распределения минералов

Могут ли продвинутые инопланетяне изменить законы физики

Нумерология любви, какие цифры сделают брак крепким

Пастор утверждает, что грядет конец света

Почему мы не можем вспомнить свое рождение

Преимущества безбрачия тибетских монахов

Пришельцы или высокотехнологичные самолеты

Разведка США отказывается публиковать информацию об НЛО

Разумный ИИ Google нанял юриста

Странные рассказы о подземных городах великанов

Таинственные 'бумы' в небе

Теперь Пентагон должен доказать, что НЛО из этого мира

Ученые помогают разгадать тайну нежданного астероида

Аппарат для наблюдения за водой Марса получит обновление

Бигфут улыбается на камеру

Военный эксперт раскрыл, для чего в США изучают НЛО

Главные тайны, которые не удалось разгадать историкам

Женщина вышла замуж за куклу и родила от нее

Женщина пошла в туалет и неожиданно родила

Загадочное атмосферное явление Стив над Новой Зеландией

Загадочные древние фигурки озадачили ученых

Загадочные исчезновения самолётов

Загадочные смерти. Групповые убийства и заговоры

Козленок с огромными ушами родился в Пакистане

Людей привезли на Землю инопланетяне

Майя построили пирамиду в качестве бомбоубежища

Марс неоднократно был пригоден для жизни

На снимке с кладбища запечатлен призрак женщины

НАСА работает над развитием космических ядерных технологий

Необычный оптический эффект в небе над Москвой

НЛО над поселком Глебовский

Обнаружили три гибнущие экзопланеты

Огромное поле таинственных круглых отверстий у Калифорнии

Океаны на экзопланетах могут быть обогащены электролитами

Первый в мире филе-миньон на растительной основе

Свидетельства о серьезном изменении климата Марса

Составили карту серы на ледяном водном мире Европы

Странные случаи, записанные, пока люди спали

Странный сотовый узор на Марсе

Треугольный НЛО замечен над Лас-Вегасом

Улан-удэнцы делятся байками о привидениях

Черный треугольник замечен над Флоридой

Эпический парад планет

Британский астронавт рассказал о НЛО

Гигантский питон найден во Флориде

Женщина узнала настоящий пол мужа через 10 месяцев брака

Загадочные формы жизни на Марсе

Земля будет темным и мрачным местом

Иван Купала, гадание на суженого в домашних условиях

Инопланетяне-потрошители уничтожат Землю

Как по линиям руки определить нужную валюту

Как сделать амулет из соли

Когда вы сможете загрузить свой мозг в компьютер

Криптозоология и религия объединяются

Круги на полях, магия и древняя тайна

Магические свойства цветов похожих на ромашки

Необычное подземелье с туннелями нашли на Кубани

НЛО и монстры Рендлшемского леса

Подписка на новости
Наверх