KI-Wissenschaftler stellt eigenständig biologische Hypothesen auf und testet sie im Labor
Forscher der Chalmers University entwickelten ein geschlossenes KI-Labor, das Experimente mit Bäckerhefe selbst plant und auswertet
Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden haben einen KI-Wissenschaftler entwickelt, der in der Lage ist, wissenschaftliche Hypothesen aufzustellen, Experimente zu entwerfen und Ergebnisse zu interpretieren. Neue biologische Entdeckungen mit minimalem menschlichem Eingriff zu machen, ist ein wichtiger Fortschritt im Bereich der autonom betriebenen Labore.
Durch die Kombination von Fortschritten bei großen Sprachmodellen, automatisiertem Schlussfolgern und Laborautomatisierung schufen die Forscher ein KI-Labor mit geschlossenem Regelkreis, das in der Lage ist, Forschungen an der Bierhefe Saccharomyces cerevisiae durchzuführen. Als Grundlage für die Forschung wurden der KI wissenschaftliche Erkenntnisse eingegeben, darunter das Genom der Hefe, ihr Stoffwechsel und frühere Studien.
„Für einen Menschen sind das zu viele Informationen, um sie zu analysieren, aber unser KI-Wissenschaftler konnte vielversprechende biologische Fragestellungen identifizieren, Experimente zu deren Überprüfung vorschlagen, die Versuchsergebnisse auswerten und sein Verständnis auf der Grundlage neuer Erkenntnisse schrittweise verfeinern. Anstatt lediglich als Instrument zur Entscheidungsunterstützung zu dienen, generiert der KI-Wissenschaftler aktiv neues wissenschaftliches Wissen“, sagt Ievgeniia Tiukova, Postdoktorandin am Fachbereich Lebenswissenschaften der Chalmers University of Technology und eine der Autorinnen der neuen Studie.
Die Integration der Denkfähigkeit von KI mit experimentellen Fähigkeiten ist ungewöhnlich und stellt eine bahnbrechende Entwicklung in einem schnell wachsenden Bereich dar, in dem KI-Wissenschaftler eigenständig umfangreiche Forschungsarbeiten durchführen. Tiukova vergleicht die Entwicklung mit der von selbstfahrenden Autos, bei denen KI und maschinelles Lernen ebenfalls dazu genutzt werden, Informationen zu verarbeiten, Schlussfolgerungen zu ziehen und Maßnahmen zu ergreifen.
Laut Ross King, Professor am Fachbereich Informatik und Ingenieurwesen der Chalmers University of Technology und der Universität Göteborg sowie leitender Autor der Studie, werden autonome Labore die Forschung revolutionieren, indem sie biologische Systeme systematisch und wesentlich schneller untersuchen, als dies heute möglich ist.
„KI-Wissenschaftler werden mit menschlichen Wissenschaftlern zusammenarbeiten, um Entdeckungen in den Bereichen Biologie, Medizin und Biotechnologie zu beschleunigen. Solche KI-Systeme haben das Potenzial, den Zeitaufwand für die Erforschung komplexer wissenschaftlicher Fragestellungen zu reduzieren und den Einsatz von Laborressourcen zu optimieren“, sagt Professor King.
Beide Autoren betonen, dass autonome KI Wissenschaftler vorerst eher ergänzen als ersetzen wird, indem sie zunehmend die Routineaufgaben der Hypothesenbildung und der experimentellen Überprüfung übernimmt.
„Menschliche Wissenschaftler bleiben unverzichtbar, um Forschungsschwerpunkte festzulegen, die übergeordnete wissenschaftliche Bedeutung zu interpretieren und die ethische Kontrolle zu gewährleisten. Zukünftige Generationen autonomer Entdeckungssysteme werden zunehmend in der Lage sein, mit menschlichen Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten und zu wertvollen Partnern bei der Bewältigung einiger der anspruchsvollsten Fragen in Biologie und Medizin zu werden“, sagt Professor King.
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