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人工智能运行未来的化工厂

2020-02-06 17:04:12来源:

一项新的概念验证研究详细介绍了由人工智能驱动的自动化系统如何设计,构建,测试和学习复杂的生化途径,以有效地生产番茄红素(番茄红素,通常用作食用色素)中的番茄红素。研究人员报告说,它在生物合成领域的广泛应用。

这项研究的结果发表在《自然通讯》杂志上,该研究成果结合了用于先进生物制造的全自动机器人平台(称为“伊利诺伊州生物铸造厂”),以实现生物制造。

负责此项研究的伊利诺伊大学化学与生物分子工程学教授赵慧敏说:“生物铸造厂是模仿制造半导体的铸造厂的工厂,但它们是为生物系统而非电气系统而设计的。”

但是,由于生物学为化学生产提供了许多途径,因此研究人员断言,真正的自动化需要一个由AI驱动并能够从数千次实验迭代中进行选择的系统。

研究人员说,以前的生物铸造工作已经产生了各种各样的产品,例如化学药品,燃料以及工程化的细胞和蛋白质,但是这些研究并不是以全自动的方式进行的。

“生物铸造发展的过去研究主要集中在设计,构建,测试和学习元素中的一种,”赵说。“仍然需要一位研究人员进行数据分析并为下一个实验做计划。我们的系统被称为BioAutomata,它可以关闭设计,构建,测试和学习循环,而使人类无法进行该过程。”

BioAutomata完成了两轮番茄红素生产途径的全自动构建和优化,包括番茄红素途径的设计和构建,DNA编码途径向宿主细胞的转移,细胞的生长以及细胞的提取和测量。番茄红素的生产。

“ BioAutomata能够将可能的番茄红素生产途径的数量从10,000减少到大约100,并在数周内创建优化数量的番茄红素生产细胞-大大减少了时间和成本,”赵说。

Zhao认为,全自动生物铸造厂将是智能制造领域的未来革命,这与自动化对汽车行业的作用不同。

他说:“一百年前,人们手工制造汽车。”“现在,由于有了自动化,该过程更加经济和高效,我们可以想象化学和材料的生物制造过程也是如此。”