AI可以對托卡馬克線圈內(nèi)的等離子體進行更好地模擬計算。

圖片來源：每日科技網(wǎng)

近年來,，人工智能（AI）領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化,，ChatGPT橫空出世，引發(fā)生成式AI創(chuàng)業(yè)熱潮,。英國《新科學家》雜志網(wǎng)站在近日的報道中指出,，很多科研團隊和公司正在利用AI應(yīng)對人類目前面臨的最大的科學挑戰(zhàn)：從破譯蛋白質(zhì)的秘密，到研制出新藥,，再到應(yīng)對氣候變化以及實現(xiàn)可商用的核聚變發(fā)電等,。

揭示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸序列來確定其折疊結(jié)構(gòu)一直是生物學領(lǐng)域的“老大難”。有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引,、相互作用,，有些氨基酸則具有疏水性，而且氨基酸鏈形成了復雜的形狀,，令人難以精準確定,，研究人員往往需要數(shù)年時間才能解決一個折疊結(jié)構(gòu)。

英國“深度思維”公司于2020年底首次宣布研發(fā)出一種AI方法來精準預測蛋白質(zhì)的折疊結(jié)構(gòu),。2021年,，他們宣布已繪制出人體中98.5%的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖。

2022年7月,，該公司AI程序“阿爾法折疊”已經(jīng)預測出迄今已知幾乎所有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),，在短短18個月內(nèi)破解了生物學領(lǐng)域的重大難題之一。

這些數(shù)據(jù)能幫助人類抗擊瘧疾,、應(yīng)對抗生素耐藥性,，以及制造出能夠分解塑料的酶，還將推進新藥研發(fā)進程,。

研制未來的藥品

在AI出現(xiàn)之前,，研制出新藥所需的時間越來越長，成本也越來越高,。

如今,，科學家已開始使用AI來自動化部分過程，例如獲取龐大而混亂的數(shù)據(jù)集,，并以更容易分析的方式對其進行組織,，或者使用AI編寫代碼來完成這些工作等,。

今年初，加拿大多倫多大學與Insilico醫(yī)學公司合作,，利用AI藥物發(fā)現(xiàn)平臺,，發(fā)現(xiàn)了一種新的肝細胞癌靶點，這是以前未被發(fā)現(xiàn)的治療途徑,，并開發(fā)出了一種可與該靶點結(jié)合的“新型打擊分子”,，在30天內(nèi)研制出肝細胞癌的潛在治療藥物。

科學家還使用生成式AI來生成分子結(jié)構(gòu),?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資訊網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，預計到2024年,，AI新藥研發(fā)的市場規(guī)模將達到31.17億美元,。不過截至目前，全球還沒有一款由AI研發(fā)的藥物成功上市,。

　應(yīng)對氣候變化

氣候變化是人類面臨的最大的難題之一,。

鑒于此，法國巴黎理工學院研究人員使用AI確保渦輪機更頻繁地指向風中,，從而將產(chǎn)能提高了0.3%,。如果得到推廣，增加的電力足以讓170萬戶英國家庭使用,。

“深度思維”公司開發(fā)了AI來改進矩陣乘法和排序算法,，將兩者的效率分別提高了20%和70%。這兩大算法每天都在世界各地的計算機上執(zhí)行數(shù)萬億次,，效率的提高為減少計算產(chǎn)生的溫室氣體排放作出了重大貢獻,。

元宇宙公司（Meta）利用AI開發(fā)出了一種新的混凝土制造工藝，可將碳排放降低40%,。由于混凝土碳排放占全球碳排放總量的8%,，新工藝也可能對人們應(yīng)對氣候變化有重要意義。

幫助商用核聚變發(fā)電

人們一直在努力創(chuàng)建高效,、可靠的核聚變發(fā)電廠，但這一任務(wù)極具挑戰(zhàn)性,。在托卡馬克聚變反應(yīng)堆內(nèi),，試圖精確而快速地控制多個線圈，并將等離子體壓縮成一個有限的形狀是非常困難的,。

盡管AI并沒有真正解決這個問題,，但它正在提供幫助。去年,，“深度思維”公司和瑞士聯(lián)邦理工學院創(chuàng)建了一個能夠控制19個磁線圈的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),，AI還能幫助將托卡馬克中的等離子體隨意改變形狀,。

英國曼徹斯特大學的李·馬吉茨說，AI可能是核聚變發(fā)電“夢想照進現(xiàn)實”的轉(zhuǎn)折點,。（科技日報記者 劉霞）

來源：科技日報