استفاده از هوش مصنوعی به خلق ژنوم‌ کامل انسان‌هایی که وجود ندارند!

زمینه تحقیقات ژنتیکی هرگز تا این حد در کانون توجه نبوده است. میلیون‌ها دلار برای مطالعه ژنوم انسان و حواشی آن هزینه شده است. زمینه دیگری که در سال‌های اخیر علاقه به آن افزایش پیدا کرده است هوش مصنوعی (AI) است.

به دلیل پیچیدگی و حجم وسیع داده‌های مرتبط با آن، آمیخته شدن هوش مصنوعی و ژنتیک اجتناب ناپذیر بوده است. هوش مصنوعی یک سرمایه مهم برای محققانی است که در حال مطالعه ژنتیک هستند، زیرا به محققان کمک می‌کند تا سریع‌تر از روش‌های رایج الگوها را از میان انبوه اطلاعات بیرون بکشند.

به تازگی محققان از هوش مصنوعی برای مطالعه DNA به روشی جدید استفاده کرده‌اند. تیمی از محققان دانشگاه تارتو در استونی و دانشگاه پاریس از هوش مصنوعی برای تولید ژنوم کامل برای افرادی که در حقیقت وجود ندارند، استفاده می‌کنند.

اگرچه به نظر می‌رسد که این تحقیق می‌تواند برای اهداف شیطانی مورد استفاده قرار گیرد‌، اما این تیم در واقع به دنبال چیزی کاملاً مفید است. محققان این پروژه معتقداند که DNA مصنوعی می‌تواند منبع ارزنده‌ای برای تحقیقات ژنتیکی آینده باشد و همزمان از حریم خصوصی انسان محافظت کند. اگر محققان بتوانند به جای ژنوم یک فرد واقعی DNA مصنوعی تولید شده را به دقت مطالعه کنند، تحقیقات ژنتیکی آینده بسیار قابل سریع‌تر توسعه می‌یابد.

امروزه الگوریتم‌های هوش مصنوعی در تولید خروجی‌های معنی دار از "نویز" یا بیت‌های تصادفی داده‌ها مهارت دارند. این کار اغلب با استفاده از فناوری شبکه تولید نامطلوب (GAN) انجام می شود. GAN  به هوش مصنوعی اجازه می‌دهد چیزی را تولید کند، آن را با مجموعه‌ای از داده‌های آموزشی مقایسه کرده و واقعی یا جعلی بودن نتیجه کار را مشخص کند.

این چارچوب از دو شبکه عصبی استفاده می‌کند که به طور همزمان کار می کنند. اولی "ژنراتور" است که با استفاده از نویز سعی در ایجاد یک خروجی قانع کننده دارد. سپس خروجی را برای "تفکیک کننده" می‌فرستد که یک شبکه عصبی ثانویه بوده که این اطلاعات را تجزیه و تحلیل می کند. اگر تشخیص دهنده تشخیص دهد که خروجی از ژنراتور است نه از داده‌های آموزش، خروجی را به ژنراتور باز پس می‌فرستد.

از آنجا، الگوریتم اول می‌تواند با استفاده از آنچه آموخته است برای ایجاد خروجی قانع کننده تر، دوباره تلاش کند. با گذشت زمان، ژنراتور در ایجاد خروجی‌های جعلی تبحر زیادی پیدا می‌کند به طوری که دیگر تشخیص دهنده نمی‌تواند آنها را از داده‌های آموزشی تفکیک کند.

محققان می خواهند از این فناوری برای ایجاد کل ژنوم ها استفاده کنند. بوراک یلمن، یکی از دانشمندان انستیتوی ژنومیک دانشگاه تارتو می‌گوید: «یکی از مشکلات اصلی در اینجا ارزیابی کیفیت ژنوم مصنوعی است. شما می توانید به یک تصویر نگاه کنید و در مورد واقعی بودن آن تصمیم بگیرید ، اما این برای ژنوم ها امکان پذیر نیست.»

از نظر تئوری می توان از این فناوری برای ایجاد طرح ژنتیکی شخصی که وجود ندارد استفاده کرد. چنین طرحی از کد ژنتیکی یک شخص واقعی قابل تشخیص نیست. با این حال، برخی هنوز در مورد اینکه آیا هوش مصنوعی قادر به جمع‌آوری یک ژنوم کامل با موفقیت و دقت است ، هنوز تردید دارند.