هوش مصنوعی میتواند «زبان گیاهان» را بفهمد
زمان مورد نیاز برای مطالعه : 2دقیقه
هوش مصنوعی و رمزگشایی از زبان ژنتیکی گیاهان: جهشی بزرگ در علم زیستشناسی
گیاهان، مانند انسانها، زبانی منحصربهفرد دارند که از طریق مولکولهای ژنتیکی خود صحبت میکنند. اخیراً، یک مدل پیشگام هوش مصنوعی به نام «پلنت آرانای-افام» (Plant RNA-FM) توسعه یافته است که ادعا میشود قادر به درک این زبان پیچیده است. این نوآوری، حاصل همکاری بین دانشمندان مرکز جان اینس (John Innes Centre) و محققان علوم رایانه دانشگاه اکستر است و میتواند انقلابی در درک ما از زیستشناسی گیاهان ایجاد کند .
آرانای: زبان پنهان گیاهان
آرانای (RNA)، مولکولی کلیدی در تمام موجودات زنده، نقش حیاتی در انتقال اطلاعات ژنتیکی ایفا میکند. در گیاهان، این مولکول نهتنها در رمزگذاری دستورات رشد مشارکت دارد، بلکه به سلولها کمک میکند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و تعیین کنند چگونه، کجا و چه زمانی رشد کنند. ساختار آرانای از نوکلئوتیدها تشکیل شده است که مشابه حروف الفبا، الگوهای خاصی را میسازند. این الگوها برای انسانها اغلب تصادفی به نظر میرسند، اما در واقع حاوی دستورالعملهای پیچیدهای برای تنظیم فرایندهایی مانند رشد گیاه و واکنش به استرس محیطی هستند .
Plant RNA-FM: هوش مصنوعی که گرامر ژنتیکی را میفهمد
مدل Plant RNA-FM با الهام از فناوریهای پردازش زبان طبیعی (NLP) مانند ChatGPT طراحی شده است. همانطور که ChatGPT زبان انسان را تحلیل میکند، این مدل نیز با آموزش روی ۵۴ میلیارد قطعه داده آرانای از ۱,۱۲۴ گونه گیاهی، توانسته است «دستور زبان» و الگوهای ساختاری RNA را رمزگشایی کند .
- دادههای عظیم: این مجموعه داده، یک «الفبای ژنتیکی» غنی را تشکیل میدهد که تنوع زیستی گیاهان سراسر جهان را پوشش میدهد.
- پیشبینی عملکرد: مدل میتواند ساختارهای RNA را شناسایی و پیشبینی کند که چگونه این ساختارها بر فرایندهایی مانند ترجمه اطلاعات ژنتیکی به پروتئینها تأثیر میگذارند .
دکتر هاوپنگ یو، یکی از محققان این پروژه، توضیح میدهد:
«توالیهای آرانای برای انسان بینظم به نظر میرسند، اما هوش مصنوعی ما الگوهای پنهان آنها را کشف کرده است» .
کاربردهای عملی: از بهبود محصولات تا مقابله با تغییرات اقلیمی
این فناوری تنها یک دستاورد نظری نیست؛ آزمایشها نشان دادهاند که پیشبینیهای Plant RNA-FM در دنیای واقعی تأیید شدهاند. برای مثال، شناسایی ساختارهای RNA مرتبط با تحمل استرس و کارایی رشد گیاهان میتواند به توسعه محصولات زراعی مقاوم در برابر خشکی یا شوری خاک کمک کند .
- طراحی ژنتیکی هوشمند: این مدل مسیری برای طراحی ژنهای مصنوعی با استفاده از هوش مصنوعی باز میکند که در آینده میتواند تولید محصولات پر بازدهتر را ممکن سازد.
- اکوسیستمهای پیچیده: پژوهشگران امیدوارند این فناوری را به مطالعه بیمهرگان و باکتریها نیز گسترش دهند .
چشمانداز آینده: برنامهریزی گیاهان با هوش مصنوعی
پروفسور ییلیانگ دینگ، سرپرست تیم تحقیقاتی مرکز جان اینس، معتقد است این فناوری آغاز یک تحول بزرگ است:
«ما در آستانه درک عمیقتری از زبان DNA و RNA هستیم. این دانش نهتنها به بهبود کشاورزی کمک میکند، بلکه راهحلهایی برای چالشهایی مانند تأمین غذای جمعیت رو به رشد و انطباق با تغییرات اقلیمی ارائه خواهد داد» .
نتیجهگیری
کشف Plant RNA-FM گامی بلند به سوی زیستشناسی مصنوعی است. با ترکیب هوش مصنوعی و علوم گیاهی، دانشمندان اکنون میتوانند بهجای مشاهده منفعلانه، زبان طبیعت را فعالانه تفسیر و اصلاح کنند. این دستاورد نهتنها مرزهای علم را جابهجا میکند، بلکه امیدی تازه برای حل بحرانهای جهانی است.
برای مطالعه جزئیات بیشتر، میتوانید به مقاله منتشرشده در مجله معتبر Nature Machine Intelligence مراجعه کنید.
منابع استفادهشده در این مطلب:
- مقالات منتشرشده توسط مرکز جان اینس و دانشگاه اکستر .
- گزارشهای خبرگزاریهای معتبر مانند ایسنا، همشهری آنلاین، و ایندیپندنت
نوشته شده در آموزشگاه سورنا
1403/12/02
تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت برای آکادمی سورنا است
Zmat24