Аружан Ибраева 
В стенах Стэнфордского университета создается лаборатория нового типа — без пробирок, микроскопов и даже участия человека. Вместо этого ее двигателем служит искусственный интеллект, способный проводить исследования круглосуточно, без перерывов на сон или кофе. Согласно публикации в престижном журнале Nature, эта разработка может кардинально изменить подходы к научным открытиям.
В основе инновации лежит концепция «виртуальной лаборатории», возглавляемой главным исследователем на базе ИИ. Вместо найма ученых, этот ИИ-руководитель формирует собственную команду из специализированных агентов, каждый из которых обучен мыслить как эксперт в определенной научной области. По словам руководителя проекта, профессора Джеймса Цзоу, одна из главных трудностей в науке — это налаживание эффективного междисциплинарного сотрудничества. Виртуальная лаборатория призвана преодолеть этот барьер.
Система построена на базе больших языковых моделей, подобных тем, что лежат в основе ChatGPT. Однако здесь ИИ-агенты не просто отвечают на вопросы, а ведут себя как настоящие ученые: они читают научные статьи, планируют эксперименты и общаются друг с другом на естественном языке. Такая технология получила название «агентный ИИ». В команде есть свои «иммунологи», «специалисты по молекулярному моделированию» и «аналитики данных». Более того, один из агентов выполняет роль критика, оспаривая идеи и указывая на их слабые места, что имитирует здоровую научную дискуссию.
Процесс работы лаборатории выглядит просто только на первый взгляд. Человек-исследователь ставит перед ИИ научную задачу, после чего система берет управление на себя. Она разрабатывает план, формирует команду и приступает к работе. Например, при решении задачи, связанной с COVID-19, ИИ создал группу из агентов-иммунологов, специалистов по вычислительной биологии и машинному обучению, а также добавил критика для проверки результатов. Виртуальные совещания, где агенты обсуждают и оспаривают идеи, занимают считанные секунды. «Пока я выпиваю утренний кофе, они успевают провести сотни научных дискуссий», — отмечает Цзоу.
Человеческое вмешательство в работу лаборатории минимально — по словам создателей, оно требуется менее чем в 1% случаев. Единственное серьезное ограничение — не предлагать чрезмерно дорогие или технически невыполнимые эксперименты. Такой подход позволяет ИИ сохранять творческую свободу. Для повышения эффективности у агентов есть доступ к передовым научным инструментам, таким как AlphaFold для предсказания структуры белков.
Чтобы проверить систему в деле, команда Цзоу поставила перед ней реальную задачу: разработать улучшенную вакцину против вируса COVID-19. ИИ-ученые подошли к проблеме нестандартно. Вместо традиционных антител они решили использовать нанотела — более мелкие и простые фрагменты антител, которые легче моделировать и тестировать. Логика ИИ была проста: меньший размер молекул упрощает работу специалиста по машинному обучению и позволяет создавать более точные модели.
Когда виртуальная лаборатория представила несколько вариантов дизайна нанотел, их синтезировали и протестировали в реальных условиях. Результаты оказались впечатляющими. Разработанное ИИ нанотело эффективно связывалось как с новым вариантом COVID-19, так и с исходным штаммом пятилетней давности, что является сложной задачей для многих существующих антител. Не менее важно и то, что оно не взаимодействовало с другими белками, что снижает риск побочных эффектов. Этот успех открывает путь к созданию вакцин, защищающих сразу от нескольких штаммов вируса.
Подобные виртуальные исследования способны полностью переосмыслить научный процесс. Команда Цзоу уже начала использовать ИИ-агентов для повторного анализа опубликованных научных работ. Анализируя старые данные, ИИ находит скрытые закономерности и предлагает новые выводы, которые могли упустить исследователи-люди. Цель проекта — не заменить ученых, а предоставить им сверхскоростного ассистента, способного генерировать идеи и решать задачи, на которые у человека ушли бы месяцы или годы.
Конечно, виртуальная лаборатория не идеальна и требует контроля со стороны человека. Эксперты по-прежнему играют ключевую роль в постановке задач и интерпретации конечных результатов. Однако будущее, в котором люди и ИИ работают сообща, позволит науке двигаться вперед быстрее и достигать высот, которые ранее казались недостижимыми. Команда проекта уже изучает возможность применения технологии для борьбы с раком, старением и редкими заболеваниями, открывая новую главу в истории научных открытий.