科研界要變天了!
就在剛剛,OpenAI宣布一項重磅成果:GPT-5自動做實驗,并實現(xiàn)一項科學(xué)突破!
科學(xué)家要親自動手做耗時又燒錢的實驗的時代,正式宣告終結(jié)!
OpenAI與Ginkgo Bioworks合作,將GPT?5 接入實驗室,由機器人完成實驗操作并反饋數(shù)據(jù)。
目標(biāo)是優(yōu)化一項廣泛應(yīng)用的生物技術(shù):無細胞蛋白合成(CFPS)。
結(jié)果顯示,GPT-5僅用三輪實驗,就刷新了低成本無細胞蛋白合成的SOTA:
蛋白生產(chǎn)成本降低40%,試劑成本降低57%,還開發(fā)出多款新型反應(yīng)體系。
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在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等科研領(lǐng)域,做實驗是最為耗神、耗力的環(huán)節(jié)之一。
而如今有了AI,科學(xué)家只需要適時進行人工監(jiān)督即可,大大解放了生產(chǎn)力。
OpenAI這一步棋,是希望通過連通大模型與自動實驗室,讓AI成為科學(xué)家們的核心配置。
更深層的轉(zhuǎn)變是:AI不再只是科研的輔助工具,而是以遠超人類極限的規(guī)模、速度與精度,持續(xù)生成新的科學(xué)知識。
OpenAI首席執(zhí)行官奧特曼表示,未來兩年,AI將在生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)領(lǐng)域,做出真正意義上的發(fā)現(xiàn)。
AI顛覆科學(xué)的時代,正在加速到來!
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AI化身超級科學(xué)家,破解生物難題
無細胞蛋白合成(CFPS)是一種不依賴活細胞來制造蛋白質(zhì)的技術(shù)。
傳統(tǒng)方法需將DNA導(dǎo)入細胞,等待細胞表達蛋白。
而無細胞蛋白合成直接在體外混合液中啟動蛋白合成機器,快速產(chǎn)出目標(biāo)蛋白。
蛋白質(zhì),是現(xiàn)代生物學(xué)的核心:
許多重要藥物基于蛋白質(zhì)(如抗體、胰島素)
診斷試劑和科研檢測高度依賴蛋白質(zhì)
工業(yè)上,蛋白質(zhì)作為酶,可讓化學(xué)反應(yīng)更清潔、高效
一旦蛋白生產(chǎn)變得更快、更便宜,科學(xué)家就能更快驗證更多想法,也讓研究成果更快惠及日常生活。
但挑戰(zhàn)在于,無細胞蛋白合成的優(yōu)化極其困難,且規(guī)模化生產(chǎn)成本居高不下。
為了解決這一問題,OpenAI將GPT-5 與Ginkgo Bioworks的云實驗室相結(jié)合,構(gòu)建了一個閉環(huán)自主系統(tǒng)。
所謂云實驗室,就是一種通過軟件遠程操控的自動化濕實驗室,由機器人完成實驗操作并反饋數(shù)據(jù)。
具體流程是:GPT-5負責(zé)數(shù)據(jù)分析、生化推理、假設(shè)生成,將實驗方案發(fā)送至自動化實驗臺。
實驗臺完成實驗,包括自動化液體處理、樣品培養(yǎng)、熒光檢測,再將數(shù)據(jù)與指標(biāo)回傳GPT-5。
GPT-5隨即分析結(jié)果、提出新假設(shè)、設(shè)計下一輪實驗,形成閉環(huán)。
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本次研究,系統(tǒng)完成超 36000 次反應(yīng),覆蓋 580 塊自動化實驗板。
這樣的規(guī)模,至關(guān)重要:生物學(xué)實驗存在隨機性,唯有高通量與快速迭代,才能從隨機波動中識別真實信號。
最終結(jié)果是,GPT-5僅用三輪實驗、兩個月時間,就刷新記錄。
相較此前最優(yōu)基準(zhǔn),蛋白生產(chǎn)成本降低40%。
研究人員表示,自動實驗室與大模型是互補關(guān)系:大模型能生成創(chuàng)新設(shè)計,而生物學(xué)研究,最終仍需實驗驗證與迭代。
下一步,這類方法將被應(yīng)用于更多生物實驗中,幫助加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
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AI賦能科學(xué)發(fā)現(xiàn),中美同競速
目前,聚焦「AI for Science」,中國和美國均在大力押注。
去年11月,特朗普簽署行政令,啟動了名為“創(chuàng)世紀使命”的國家計劃。
其核心是打造一個名為“美國科學(xué)與安全平臺” 的國家級AI科研平臺。
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該平臺由美國能源部牽頭,旨在整合其下屬17個國家實驗室、全美的超級計算資源、龐大的聯(lián)邦科學(xué)數(shù)據(jù)集以及硅谷科技公司的力量。
該平臺有明確的量化目標(biāo):在十年內(nèi)使美國科研與創(chuàng)新的生產(chǎn)力和影響力翻一番。其優(yōu)先聚焦的六大領(lǐng)域,包括:先進制造、生物技術(shù)、關(guān)鍵材料、核裂變與聚變能源、量子信息科學(xué)、半導(dǎo)體與微電子。
其主要目標(biāo)之一是加速打造自主實驗室等新一代科研基礎(chǔ)設(shè)施。核心價值在于用“AI+自動化”變革科研范式:將科學(xué)家從重復(fù)實驗中解放,專注于創(chuàng)造性設(shè)計。
中國在建設(shè)科技強國的關(guān)鍵征程上,也將AI for Science視為國家科研的底層競爭力。
在《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》,將“以人工智能引領(lǐng)科研范式變革”放在“人工智能+”行動的首要位置。
《國務(wù)院關(guān)于深入實施“人工智能+”行動的意見》中,也明確將“人工智能+科學(xué)技術(shù)”列為首要重點行動。
去年7月,北京發(fā)布了全國首個專門針對AI for Science的轉(zhuǎn)向性政策文件,旨在打造國家級的科學(xué)智能創(chuàng)新策源地和應(yīng)用示范區(qū)。
與此同時,上海、粵港澳大灣區(qū)、合肥等地通過AI+新材料、AI+創(chuàng)新藥、AI+生物制造等一系列細分領(lǐng)域的扶持計劃,將智能賦能的理念深度融入本地優(yōu)勢科研與產(chǎn)業(yè)賽道。
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哪些企業(yè),值得重點關(guān)注?
國家層面之外,利用AI加速科學(xué)發(fā)現(xiàn),也是頂級AI企業(yè)的共同目標(biāo)。
Google DeepMind已推出多個具有重要意義的科學(xué)模型,包括AlphaFold(蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu))、AlphaGenome(DNA調(diào)控)等等。
Google DeepMind的CEO,Demis Hassabis,因其在AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測上的貢獻獲得了2024年諾貝爾化學(xué)獎。
基于AlphaFold,他創(chuàng)立了AI制藥公司Isomorphic Labs,公司第一款由AI設(shè)計的藥物將于很快進入臨床試驗。
Demis Hassabis曾表示,借助AI的力量,人類將在十年內(nèi)消滅所有疾病。
Anthropic也宣布推出Claude for Life Sciences模型,進軍生命科學(xué)領(lǐng)域。
目前,Anthropic正在和合作伙伴打造一個基于大模型+AgentSkills+科研知識庫+科研工具的科學(xué)生態(tài),諾和諾德和賽諾菲已開始試用。
根據(jù)智藥局統(tǒng)計,去年以來,多家專注于AI for Science的初創(chuàng)公司獲得新一輪融資,總額超過8億美元。
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最為典型的便是Lila Sciences。去年3月,這家公司走出隱匿模式,僅僅半年時間,累計融資達到5.4億美元,投資者包括英偉達、木頭姐ARK Venture Fund、Flagship Pioneering 等知名機構(gòu)。
公司致力于構(gòu)建世界上第一個科學(xué)超級智能平臺,以及應(yīng)用于生命科學(xué)、化學(xué)和材料科學(xué)的完全自主實驗室,最終形成人工智能科學(xué)工廠(AISF)。
公司表示,在短短幾年的開發(fā)中,該平臺在醫(yī)療、材料、環(huán)境等多個領(lǐng)域展示了超越人類和現(xiàn)有AI的性能,包括基因醫(yī)學(xué)產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)和驗證數(shù)百種新型抗體、肽和結(jié)合劑、酶催化劑、碳捕劑等。
去年12月,非盈利初創(chuàng)公司FutureHouse宣布拆分Edison Scientific,用于打造全球頂尖的AI科學(xué)家,并負責(zé)商業(yè)化。
此前,F(xiàn)utureHouse推出新一代AI科學(xué)家Kosmos,迅速成為海外科研界焦點,號稱“目前最強大的AI科學(xué)家”。
Kosmos一次運行即可閱讀1500篇論文并執(zhí)行42000行代碼,實驗結(jié)果顯示,Kosmos一天就能完成相當(dāng)于人類六個月的工作量,且近80%的研究結(jié)果可復(fù)現(xiàn)。
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而在中國,這類公司起步更早,早在數(shù)年之前便已布局這一領(lǐng)域,形成了獨特的競爭優(yōu)勢。
成立于2015年的晶泰科技與DoveTree簽訂最終合作協(xié)議,將利用其基于“AI+機器人”的端到端人工智能藥物發(fā)現(xiàn)平臺,為DoveTree選定的多個靶點發(fā)現(xiàn)和開發(fā)小分子及抗體類候選藥物,雙方合作的最終金額有望高達59.9億美元。
去年4月,百圖生科發(fā)布了全球首個AI生命科學(xué)基礎(chǔ)大模型驅(qū)動的生成式發(fā)現(xiàn)系統(tǒng),在生命科學(xué)領(lǐng)域的表現(xiàn)中領(lǐng)先于DeepSeek-R1、OpenAI-o1-mini等其他通用AI產(chǎn)品,合作客戶包括清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、石藥集團等。
不久前,津渡生科宣布完成數(shù)千萬元天使+輪融資,領(lǐng)投方為紅杉中國種子基金。
公司自主研發(fā)的一站式生物科學(xué)研究平臺BioFord?,支持基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)、RNA三維結(jié)構(gòu)等多模態(tài)數(shù)據(jù)的智能分析,覆蓋醫(yī)學(xué)診斷、藥物研發(fā)、生物制造等多個領(lǐng)域。
—The End—
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