AI dostała drugiego Nobla – tym razem za wkład do chemii

AI dostała drugiego Nobla i to w ciągu dwóch dni – tym razem jednak nagrodzono nie tyle sam rozwój systemów sztucznej inteligencji, ile ich zastosowania w chemii. A konkretnie nagroda została przyznana za obliczenia struktury przestrzennej białek i projektowanie nowych protein. Nagrodzeni zostali Demis Hassabis i John Jumper z Google Deep Mind oraz David Baker z Uniwersytetu Waszyngtońskiego.

Białka należą do najbardziej skomplikowanych znanych związków chemicznych. Mają często bardzo złożoną strukturę przestrzenną, która w dużej mierze określa ich adekwatności – fizyczne, chemiczne i biologiczne. Dzięki temu białka mogą pełnić różne funkcje – np. hormonów, enzymów, materiałów strukturalnych czy składników układu immunologicznego.

Zwijanie białek jest ważne – ale trudne do modelowania

Czasem jednak białka nie układają się przestrzennie („zwijają”) tak jak powinny – i wtedy mamy do czynienia z chorobą. Naukowcy od pewnego czasu przypuszczali, iż nieprawidłowe zwijanie się białek prowadzi do takich schorzeń jak choroba Creutzfeldta–Jakoba czy choroba Alzheimera. Dlatego też zwijanie się protein było polem aktywnych badań w ostatnich dekadach.

Problemem było to, iż określenie tego, jak zwija się białko wymaga olbrzymich mocy obliczeniowych. Dlatego też Vijay Pande z Uniwersytetu Stanforda stworzył Folding@Home – system obliczeń rozproszonych. W tym systemie dziesiątki tysięcy ochotników udostępnia moc swoich komputerów do wykonania niezbędnych obliczeń.

AI dostała drugiego Nobla – bo w zwijaniu białek bije konkurencję

Demis Hassabis i John Jumper z Deep Mind poszli w nieco inną stronę. Doszli do wniosku, iż będą w stanie efektywniej przewidywać strukturę białka, jeżeli do pracy zaprzęgną sztuczną inteligencję. Stworzyli AlphaFold, system, który przewiduje strukturę przestrzenną białek przy użyciu głębokich sieci neuronowych.

Pierwsza wersja systemu, wydana w 2018 roku, jeszcze w tym samym roku okazała się najlepszym systemem do przewidywania struktury białek w rankingu CASP. A nowa wersja systemu wydana dwa lata później zostawiła konkurencję daleko z tyłu. Za tę właśnie wersję badacze z DeepMind dostali Nagrodę Nobla.

Trzecia wersja systemu została wydana pięć miesięcy temu.

Trzeci z noblistów David Baker dostał nagrodę za kierowanie laboratorium, w którym projektowano nowe białka, w tym lekarstwa, szczepionki, nanomateriały i mikroskopijne czujniki.

Tegoroczna Nagroda w dziedzinie chemii to drugi Nobel dla sztucznej inteligencji. Dzień wcześniej komitet noblowski nagrodził w dziedzinie fizyki Goeffreya Hintona i Johna Hopfielda. Tamta nagroda została przyznana za rozwój sieci neuronowych i ich zastosowań w uczeniu maszynowym.

Źródło grafiki: Sztuczna inteligencja, model Dall-E 3