長期以來,人力的有限性嚴(yán)重阻礙著生命科學(xué)的發(fā)展,而智能體(Agent)的出現(xiàn),有望打破這一瓶頸。
剛剛,全球首個通用生物醫(yī)學(xué)AI智能體Biomni正式開源,相關(guān)代碼及文件已經(jīng)在Github發(fā)布,現(xiàn)已斬獲超過700星,任何人都可以進行本地部署。
開源地址:https://github.com/snap-stanford/Biomni
今年6月,來自斯坦福大學(xué)的團隊,聯(lián)合Genentech, Arc Institute,加州大學(xué)舊金山分校,普林斯頓大學(xué)等多個機構(gòu)發(fā)表了Biomni: A General-Purpose Biomedical AI Agent,首次報道了Biomni。
作為一款通用生物醫(yī)學(xué)智能體,Biomni能夠自主執(zhí)行橫跨遺傳學(xué)、基因組學(xué)、微生物學(xué)、藥理學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多個生物醫(yī)學(xué)分支領(lǐng)域的復(fù)雜研究任務(wù)。
Biomni的獨特之處在于系統(tǒng)地構(gòu)建了一個全面的研究環(huán)境,使得Agent能像真正的科學(xué)家一樣,調(diào)用各種專業(yè)軟件、查詢數(shù)據(jù)庫、甚至指導(dǎo)濕實驗,并通過生成代碼來高效、靈活地完成任務(wù)。
在包括基因克隆和多組學(xué)數(shù)據(jù)分析等多項研究任務(wù)中,Biomni均大幅縮短了研究時間并成功實現(xiàn)了科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
開發(fā)人員表示,Biomni現(xiàn)已開放征集新工具、數(shù)據(jù)集、軟件等資源,鼓勵更多人參與進來以推動對現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)化改進,團隊正在構(gòu)建下一代生物醫(yī)學(xué)軟件和數(shù)據(jù)環(huán)境Biomni-E2。
AI尤其是智能體的發(fā)展正推動“虛擬科學(xué)家”的到來,落地速度遠超想象,一些領(lǐng)先成果的科研任務(wù)執(zhí)行水平已經(jīng)比肩甚至超越人類。
5月,前谷歌CEO投資的非營利組織FutureHouse發(fā)布了多智能體系統(tǒng)Robin,宣稱這是世界首個公開可用的AI科學(xué)家,實驗結(jié)果顯示,其綜合能力超越了博士水平的研究人員。
未來,每一位生物學(xué)家都將配備若干個AI助手,推動科研模式從人類孤軍奮戰(zhàn)向人機協(xié)同的轉(zhuǎn)變,顯著提升生命研究的效率,為探索科學(xué)前沿開辟更多可能性。
Biomni——強大且通用的生物醫(yī)學(xué)智能體
Biomni由兩個核心組件構(gòu)成:Biomni-E1(統(tǒng)一的生物醫(yī)學(xué)軟件和數(shù)據(jù)環(huán)境)和Biomni-A1(基于該環(huán)境的智能體)。
Biomni-E1:統(tǒng)一的生物醫(yī)學(xué)軟件和數(shù)據(jù)環(huán)境,整合了150個專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工具、105個軟件包和59個數(shù)據(jù)庫。
圖: Biomni-E1
Biomni-A1:通用智能體架構(gòu),引入基于LLM的工具選擇機制,以應(yīng)對生物醫(yī)學(xué)工具的復(fù)雜性和專業(yè)性挑戰(zhàn);采用代碼作為通用行動接口,使其能夠組合執(zhí)行涉及循環(huán)、并行化和條件邏輯的復(fù)雜工作流程;并運用自適應(yīng)規(guī)劃策略,基于生物醫(yī)學(xué)知識制定初始計劃,并在執(zhí)行過程中持續(xù)優(yōu)化改進。
在人類最后考試(HLE)中,Biomni在涵蓋14個生物醫(yī)學(xué)子領(lǐng)域的52個問題上取得17.3%的準(zhǔn)確率,顯著超越基礎(chǔ)LLM模型(6.0%)、編碼智能體(12.8%)和文獻智能體(12.2%),展現(xiàn)了其在陌生生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的出色泛化能力。
在LAB-Bench測試中,Biomni在DbQA任務(wù)中達到74.4%的準(zhǔn)確率,與專家人類表現(xiàn)(74.7%)基本持平;在SeqQA任務(wù)中取得81.9%的準(zhǔn)確率,顯著超越了人類水平(78.8%)。
圖: Biomni基準(zhǔn)測試表現(xiàn)卓越
在研究團隊精心設(shè)計的生物醫(yī)學(xué)基準(zhǔn)測試,Biomni展現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢:相較于基礎(chǔ)LLM模型提升402.3%,相較于編碼智能體提升43.0%。
研究中,Biomni成功執(zhí)行了可穿戴傳感器數(shù)據(jù)分析、多組學(xué)骨骼發(fā)育研究任務(wù),完成了科學(xué)發(fā)現(xiàn);在基因克隆任務(wù)中,Biomni生成的實驗方案在準(zhǔn)確性和完整性方面均達到人類專家水平,且當(dāng)科學(xué)家按照其方案操作后,測序結(jié)果顯示序列完美匹配。
智能體化身科學(xué)家,10周找到治盲新藥
生命科學(xué)領(lǐng)域的智能體正展現(xiàn)出突破性的科研能力,相關(guān)成果加速落地。
今年5月,前谷歌CEO Eric Schmidt投資的一家非營利機構(gòu)FutureHouse,發(fā)布了多智能體系統(tǒng)Robin。
圖:Robin智能體系統(tǒng)
只要給定一種疾病,Robin就會自動檢索文獻提出疾病機制,識別相關(guān)的體外實驗,并提出藥候選方案。
短短的10周之內(nèi),Robin自主發(fā)現(xiàn)了一款名為Ripasudil的ROCK抑制劑可以作為治療干性老年黃斑性變形(AMD)的潛在療法。
而此前,幾乎沒有任何文獻指出使用ROCK抑制劑有望用于治療干性AMD。幾位眼科專家表示,這個療法非常有趣又新穎。
整個過程中,AI負(fù)責(zé)所有的智力工作,包括生成了所有假設(shè)、實驗選擇、數(shù)據(jù)分析和圖表,人類研究人員負(fù)責(zé)執(zhí)行物理試驗。
FutureHouse創(chuàng)始人表示,當(dāng)前爆炸的科學(xué)成果給科學(xué)家們帶來了信息瓶頸。僅在PubMed上就有 3800 萬篇論文,更不要說500,000+ 臨床試驗和數(shù)千種專業(yè)工具,讓研發(fā)人員經(jīng)常無從下手。
而開發(fā)AI 科學(xué)家有望解決這個問題,通過整合大語言模型、AI生物學(xué)模型等各種前沿工具,讓其具有超強的文獻搜索和研究能力。
智能體,AI+生命科學(xué)的必爭之地
當(dāng)前,AI在生命科學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力,特別是生物大模型的快速發(fā)展,讓人們看到了AI賦能藥物研發(fā)、疾病診斷等方面的可能性。
然而,盡管模型能力不斷提升,行業(yè)卻面臨一個日益凸顯的問題:算法模型的迭代速度與行業(yè)實際應(yīng)用之間存在一定程度的錯位。
許多生物大模型已經(jīng)具備了強大的功能,但其價值尚未被充分認(rèn)知和利用,這使得“卷模型”本身已經(jīng)遠遠不能滿足AI+生命科學(xué)的發(fā)展需求。
要真正將大模型的潛力轉(zhuǎn)化為實際的生產(chǎn)力,智能體(Agent)是打通“最后一公里”的關(guān)鍵方向,契合行業(yè)從技術(shù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用導(dǎo)向的重要趨勢。
在理想情況下,智能體需要能夠根據(jù)多樣的條件自主進行決策和規(guī)劃,這極大地考驗著AI廠商對于用戶和場景需求的深刻感知能力。
智能體的引入,對生物科技產(chǎn)業(yè)的各類參與者具有著不同意義。
對于跨國藥企而言,智能體能夠深入到藥物研發(fā)、臨床試驗、市場分析等各個環(huán)節(jié),自動化并優(yōu)化復(fù)雜的工作流,從而提升運營效率,加速創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化,成為推動公司數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的重要抓手。
諸如默克、賽諾菲、Moderna等行業(yè)巨頭已經(jīng)敏銳地捕捉到這一趨勢并積極布局。
對于AI+生命科學(xué)平臺型公司而言,智能體能夠?qū)⒛P偷念A(yù)測、分析能力與具體的實驗操作、數(shù)據(jù)解讀相結(jié)合,帶來更具實效性的成果,是提升交付能力、充分發(fā)揮底座大模型潛力的關(guān)鍵,加速將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為商業(yè)價值。
對于自動化實驗室企業(yè)而言,通過與實驗室系統(tǒng)深度耦合,智能體能夠?qū)崿F(xiàn)對實驗流程的智能控制、數(shù)據(jù)采集的自動化以及結(jié)果分析的優(yōu)化,徹底改變傳統(tǒng)的人機交互模式,顯著提升產(chǎn)品及業(yè)務(wù)價值。
一些頂級投資機構(gòu),已經(jīng)充分認(rèn)識到Agent對于生命科學(xué)的巨大價值,頭部項目已經(jīng)浮出水面。
比如今年3月,F(xiàn)lagship Pioneering孵化的Lila Sciences首輪即獲得2億美元的資金,公司致力于構(gòu)建世界上第一個科學(xué)超級智能平臺,以及應(yīng)用于生命、化學(xué)和材料科學(xué)的完全自主實驗室。
投資Lila Sciences的機構(gòu)表示,公司的Agent將利用人工智能科學(xué)工廠(經(jīng)過AI和機器人技術(shù)優(yōu)化的實驗室)來生產(chǎn)兩種前所未有的“產(chǎn)品”——科學(xué)智能和新的科學(xué)知識。
Biomni的誕生是AI+生命科學(xué)領(lǐng)域的一項里程碑,揭示了Agent正成為AI賦能生命科學(xué)的關(guān)鍵趨勢。
未來,圍繞Agent的將不僅僅是算法層面的創(chuàng)新,更是商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的比拼,這對賽道上的玩家們提出了更多挑戰(zhàn)。
盡管業(yè)界普遍期待智能體能像ChatGPT一樣掀起新一輪革命,但目前尚未出現(xiàn)令人耳目一新的現(xiàn)象級產(chǎn)品。特別是在生命科學(xué)領(lǐng)域,我們可能需要更多的耐心來等待其真正成熟和廣泛應(yīng)用。
—The End—
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