ربات‌ها برای انسان آزمایش انجام می‌دهند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیچر، آزمایشگاهی «خودگردان» در مجموعه آزمایشگاهی ملی لارنس برکلی (Lawrence Berkeley National Laboratory) در کالیفرنیا از تجهیزات رباتیک و هوش مصنوعی برای مهندسی مجدد آنزیم‌ها بدون دخالت انسان استفاده می‌کند.

هدف این رویکرد نوآورانه، خودکارسازی فرآیند مهندسی پروتئین و تسریع کشف علمی است. این آزمایشگاه خودگردان، تجهیزات رباتیک را با مدل‌های یادگیری ماشینی برای مدیریت آزمایش‌ها، تفسیر نتایج و طراحی رویه‌های جدید ترکیب می‌کند. این سیستم به ویژه برای کارهای یکنواخت در مهندسی پروتئین، مانند توسعه سنجش و غربالگری انواع جهش‌یافته پروتئین‌ها، مناسب است.

مطالعه‌ای به رهبری فیلیپ رومرو (Philip Romero) در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون (University of Wisconsin–Madison) یک آزمایشگاه خودگردان را توصیف می‌کند که با کمک یک مدل یادگیری ماشینی ساده طراحی شده است. این آزمایشگاه می‌تواند توالی پروتئین‌ها را به عملکرد آن مرتبط ‌کند و برای بهبود عملکرد پروتئین پیشنهاد تغییراتی در توالی آن را بدهد.

این آزمایشگاه به طور خودگردان آزمایش‌ها را انجام می‌دهد، فعالیت پروتئین را اندازه‌گیری می‌کند و از نتایج برای مدیریت دورهای جدید آزمایش‌ استفاده می‌کند.

محققان این آزمایشگاه خودگردان را به گونه‌ای برنامه‌ریزی کرده‌اند تا آنزیم‌های متابولیک را نسبت به دماهای بالا مقاوم‌ کنند و در نتیجه انواع جدیدی از آنزیم‌ها تولید کند که قادر به فعالیت در دماهای بسیار بالاتر هستند.

توسعه آزمایشگاه‌های خودگردان پیشرفته‌تر ممکن است به سخت‌افزارهای جدید و توانایی تولید دانشی نیاز داشته باشد که هم توسط ماشین‌ها و هم توسط انسان قابل تفسیر باشد. در حالی که آزمایشگاه خودگردان در پایدارتر کردن پروتئین‌ها در برابر حرارت موفقیت نشان داده است، سازگاری آن برای تغییر آنزیم‌ها به روش‌های دیگر همچنان موضوعی برای کاوش بیشتر است.

هدف این تیم تحقیقاتی استفاده از آزمایشگاه خودگردان برای سایر چالش‌های مهندسی پروتئین و ترکیب ابزارهای پیشرفته یادگیری عمیق برای تسریع پیشرفت‌ها در اصلاح پروتئین است. محققان تاکید می‌کنند که هدف آنها جایگزینی دانشمندان با ماشین نیست، بلکه می‌خواهند با خودکارسازی فعالیت‌های یکنواخت به دانشمندان اجازه ‌دهند بر جنبه‌های جالب‌تر کار خود تمرکز کنند.