در میان طیف وسیع کاربردهای هوش مصنوعی (Artificial Intelligence)، یک مورد برجسته است.
به گفته کارشناسان، فرصت بزرگ و الهام‌بخش هوش مصنوعی در افق پیش رو، تسریع و متحول کردن کشف و توسعه علمی است. هوش مصنوعی با تغذیه از گنجینه‌های عظیم داده‌های علمی، نویدبخش تولید داروهای جدید برای مبارزه با بیماری‌ها، کشاورزی نوین برای تغذیه جمعیت جهان و مواد جدید برای رهاسازی انرژی سبز است؛ همگی در کسری از زمان تحقیقات سنتی.
شرکت‌های فناوری مانند مایکروسافت و گوگل در حال ساخت ابزارهای هوش مصنوعی برای علم و همکاری با شرکا در زمینه‌هایی مانند کشف دارو هستند. و جایزه نوبل شیمی سال گذشته به دانشمندانی رسید که از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی و ایجاد پروتئین‌ها استفاده می‌کردند.
در این ماه، لایلا ساینسز (Lila Sciences) با هدف متحول کردن علم از طریق هوش مصنوعی، از جاه‌طلبی‌های خود رونمایی کرد. این استارت‌آپ که در کمبریج، ماساچوست مستقر است، به مدت دو سال به‌طور مخفیانه کار کرده است تا "ابر هوش علمی را برای حل بزرگ‌ترین چالش‌های بشر بسازد."
لایلا با تکیه بر یک تیم مجرب از دانشمندان و 200 میلیون دلار بودجه اولیه، در حال توسعه یک برنامه هوش مصنوعی است که بر اساس داده‌های منتشر شده و تجربی، و همچنین فرآیند و استدلال علمی آموزش داده شده است. سپس این استارت‌آپ به این نرم‌افزار هوش مصنوعی اجازه می‌دهد تا آزمایش‌هایی را در آزمایشگاه‌های فیزیکی خودکار با کمک چند دانشمند انجام دهد.
در حال حاضر، در پروژه‌هایی که این فناوری را به نمایش می‌گذارند، هوش مصنوعی لایلا پادتن‌های (آنتی‌بادی‌های) جدیدی برای مبارزه با بیماری تولید کرده و مواد جدیدی برای جذب کربن از جو توسعه داده است. لایلا این آزمایش‌ها را در عرض چند ماه در آزمایشگاه خود به نتایج فیزیکی تبدیل کرد، فرآیندی که به احتمال زیاد با تحقیقات مرسوم سال‌ها طول می‌کشد.
آزمایش‌هایی مانند آزمایش‌های لایلا، بسیاری از دانشمندان را متقاعد کرده است که هوش مصنوعی به‌زودی چرخه فرضیه-آزمایش-آزمون را سریع‌تر از همیشه خواهد کرد. در برخی موارد، هوش مصنوعی حتی می‌تواند با اختراعات خود از تخیل انسان فراتر رود و پیشرفت را تسریع بخشد.
جفری فون مالتزهان، مدیر اجرایی لایلا که دارای مدرک دکترا در مهندسی پزشکی و فیزیک پزشکی از موسسه فناوری ماساچوست (Massachusetts Institute of Technology) است، می‌گوید: «هوش مصنوعی نیروی محرکه انقلاب بعدی باارزش‌ترین چیزی خواهد بود که انسان‌ها تاکنون به آن دست یافته‌اند - روش علمی.»
تلاش برای بازآفرینی فرآیند کشف علمی بر قدرت هوش مصنوعی مولد (Generative AI) استوار است، که با معرفی ChatGPT از OpenAI، درست بیش از دو سال پیش، به آگاهی عمومی رسید. این فناوری جدید بر اساس داده‌های سراسر اینترنت آموزش داده شده است و می‌تواند به سؤالات پاسخ دهد، گزارش بنویسد و ایمیل را با روانی شبیه به انسان بنویسد.
نژاد جدید هوش مصنوعی، یک رقابت تسلیحاتی تجاری و هزینه‌های بی‌حد و حصر توسط شرکت‌های فناوری از جمله OpenAI، مایکروسافت و گوگل را به راه انداخت.
(نیویورک تایمز از OpenAI و مایکروسافت، که یک مشارکت تشکیل داده‌اند، شکایت کرده است و آن‌ها را به نقض حق نسخه‌برداری در رابطه با محتوای خبری مربوط به سیستم‌های هوش مصنوعی متهم می‌کند. OpenAI و مایکروسافت این ادعاها را رد کرده‌اند.)
لایلا یک رویکرد علمی‌محور برای آموزش هوش مصنوعی مولد خود اتخاذ کرده است و مقالات تحقیقاتی، آزمایش‌های مستند شده و داده‌ها را از آزمایشگاه علوم زیستی و علوم مواد با رشد سریع خود به آن تزریق می‌کند. تیم لایلا معتقد است که این امر به فناوری هم عمق در علم و هم توانایی‌های گسترده‌ای می‌دهد، و بازتابی از این است که چگونه چت‌بات‌ها می‌توانند شعر و کد کامپیوتر بنویسند.
با این حال، لایلا و هر شرکتی که برای شکستن "ابر هوش علمی" تلاش می‌کند، با چالش‌های بزرگی روبرو خواهند شد، به گفته دانشمندان. در حالی که هوش مصنوعی در حال حاضر در حال ایجاد انقلاب در زمینه‌های خاصی از جمله کشف دارو است، مشخص نیست که آیا این فناوری فقط یک ابزار قدرتمند است یا در مسیری برای مطابقت یا فراتر رفتن از تمام توانایی‌های انسانی قرار دارد.
از آنجایی که لایلا به‌طور مخفیانه فعالیت می‌کند، دانشمندان خارجی نتوانسته‌اند کار آن را ارزیابی کنند و، آن‌ها اضافه می‌کنند، پیشرفت زودهنگام در علم موفقیت را تضمین نمی‌کند، زیرا موانع پیش‌بینی نشده اغلب بعداً ظاهر می‌شوند.
دیوید بیکر، بیوشیمی‌دان و مدیر موسسه طراحی پروتئین در دانشگاه واشنگتن، گفت: «اگر آن‌ها بتوانند این کار را انجام دهند، قدرت بیشتری به آن‌ها می‌دهیم. این فراتر از هر چیزی است که من در کشف علمی با آن آشنا هستم.»
دکتر بیکر، که سال گذشته جایزه نوبل شیمی را به اشتراک گذاشت، گفت که او هوش مصنوعی را بیشتر به عنوان یک ابزار می‌بیند.
لایلا در داخل فلگشیپ پایونیرینگ، یک سرمایه‌گذار و خالق پرکار شرکت‌های بیوتکنولوژی، از جمله سازنده واکسن کووید-19، مدرنا (Moderna)، شکل گرفت. نوبار آفِیان، بنیانگذار و مدیر اجرایی فلگشیپ، گفت که فلگشیپ تحقیقات علمی انجام می‌دهد و بر جایی تمرکز دارد که احتمالاً پیشرفت‌ها در عرض چند سال رخ می‌دهند و می‌توانند از نظر تجاری ارزشمند باشند.
دکتر آفِیان گفت: «بنابراین نه تنها به ایده اهمیت می‌دهیم، بلکه به به موقع بودن ایده نیز اهمیت می‌دهیم.»
لایلا از ادغام دو پروژه اولیه شرکت هوش مصنوعی در فلگشیپ، یکی متمرکز بر مواد جدید و دیگری بر زیست‌شناسی، به وجود آمد. مالی گیبسون، زیست‌شناس محاسباتی و یکی از بنیانگذاران لایلا، گفت که این دو گروه در تلاش بودند تا مشکلات مشابهی را حل کنند و افراد یکسانی را استخدام کنند، بنابراین نیروهای خود را با هم ترکیب کردند.
تیم لایلا پنج پروژه را برای نشان دادن توانایی‌های هوش مصنوعی خود، یک نسخه قدرتمند از یکی از تعداد رو به رشد دستیارهای پیچیده معروف به ایجنت‌ها (agents)، تکمیل کرده است. در هر مورد، دانشمندان - که معمولاً هیچ تخصصی در موضوع مورد نظر نداشتند - درخواستی را برای آنچه که می‌خواهند برنامه هوش مصنوعی انجام دهد، تایپ کردند. پس از اصلاح درخواست، دانشمندان، با همکاری هوش مصنوعی به عنوان یک شریک، آزمایش‌ها را اجرا کردند و نتایج را آزمایش کردند - بارها و بارها، به‌طور پیوسته به سمت هدف مورد نظر حرکت کردند.
یکی از این پروژه‌ها یک کاتالیزور جدید برای تولید هیدروژن سبز (green hydrogen production) پیدا کرد، که شامل استفاده از الکتریسیته برای تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن است. به هوش مصنوعی دستور داده شد که کاتالیزور باید فراوان یا آسان برای تولید باشد، بر خلاف ایریدیم (iridium)، استاندارد تجاری فعلی. با کمک هوش مصنوعی، این دو دانشمند یک کاتالیزور جدید در عرض چهار ماه پیدا کردند - فرآیندی که به‌طور معمول ممکن است سال‌ها طول بکشد.
این موفقیت به جان گرگوار (John Gregoire)، یک محقق برجسته در مواد جدید برای انرژی پاک، کمک کرد تا سال گذشته موسسه فناوری کالیفرنیا (California Institute of Technology) را ترک کند و به عنوان رئیس تحقیقات علوم فیزیکی به لایلا بپیوندد.
جرج چرچ (George Church)، متخصص ژنتیک هاروارد (Harvard geneticist) که به دلیل تحقیقات پیشگامانه خود در توالی‌یابی ژنوم (genome sequencing) و سنتز DNA (DNA synthesis) شناخته می‌شود و ده‌ها شرکت را تأسیس کرده است، نیز اخیراً به عنوان دانشمند ارشد لایلا به آن پیوسته است.
دکتر چرچ گفت: «من فکر می‌کنم علم موضوع بسیار خوبی برای هوش مصنوعی است.» او افزود که علم بر حوزه‌های خاصی از دانش متمرکز است، جایی که حقیقت و دقت را می‌توان آزمایش و اندازه‌گیری کرد. این امر باعث می‌شود که هوش مصنوعی در علم کمتر مستعد پاسخ‌های نادرست و اشتباه، معروف به توهم (hallucinations)، باشد که گاهی توسط چت‌بات‌ها ایجاد می‌شود.
پروژه‌های اولیه هنوز راه زیادی تا محصولات آماده برای بازار دارند. لایلا اکنون با شرکا برای تجاری‌سازی ایده‌های نوظهور از آزمایشگاه خود همکاری خواهد کرد.
لایلا در حال گسترش فضای آزمایشگاهی خود در یک ساختمان شش طبقه فلگشیپ در کمبریج، در کنار رودخانه چارلز (Charles River) است. لایلا می‌گوید که در طول دو سال آینده، قصد دارد به یک ساختمان جداگانه نقل مکان کند، ده‌ها هزار فوت مربع فضای آزمایشگاهی اضافه کند و دفاتری را در سانفرانسیسکو و لندن باز کند.
در یکی از روزهای اخیر، سینی‌هایی که 96 چاهک از نمونه‌های DNA را حمل می‌کردند، روی مسیرهای مغناطیسی حرکت می‌کردند و به‌سرعت برای تحویل به ایستگاه‌های مختلف آزمایشگاهی تغییر جهت می‌دادند، که تا حدی به آنچه هوش مصنوعی پیشنهاد می‌کرد بستگی داشت. به نظر می‌رسید که این فناوری در حین اجرای مراحل آزمایشی در پی پروتئین‌های جدید، ویرایشگرهای ژن (gene editors) یا مسیرهای متابولیک (metabolic pathways) بداهه‌پردازی می‌کند.
در بخش دیگری از آزمایشگاه، دانشمندان ماشین‌های پیشرفته مورد استفاده برای ایجاد، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل نانوذرات سفارشی (custom nanoparticles) از مواد جدید را نظارت می‌کردند.
فعالیت در طبقه آزمایشگاه توسط همکاری دانشمندان با روپوش سفید، تجهیزات خودکار و نرم‌افزار نادیده هدایت می‌شد. هر اندازه‌گیری، هر آزمایش، هر موفقیت و شکست افزایشی به‌صورت دیجیتالی ثبت و به هوش مصنوعی لایلا تغذیه می‌شد. بنابراین به‌طور مداوم یاد می‌گیرد، باهوش‌تر می‌شود و کارهای بیشتری را به تنهایی انجام می‌دهد.
دکتر گیبسون گفت: «هدف ما واقعاً این است که به هوش مصنوعی دسترسی دهیم تا روش علمی را اجرا کند - ایده‌های جدیدی ارائه دهد و در واقع وارد آزمایشگاه شود و آن ایده‌ها را آزمایش کند.»