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即将爆发!AI制药的下一个风口,英伟达、OpenAI、晶泰强推!

Ailiaili605627个月前
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要论当下AI领域的热门赛道,AI Agent肯定名列其中。

AI Agent火爆到什么程度?不久前比尔·盖茨在一篇名为《AI将彻底改变你使用计算机的方式》的博客文章中指出:

「未来5年内将进入AI Agent时代,它将改变人与计算机的交互方式,将颠覆软件行业。」

无独有偶,在2024 红杉AI 峰会上,人工智能大佬吴恩达也表示:“AI Agent是一个令人兴奋的趋势,所有从事AI开发的人都应该关注。”

AI Agent,是一种能够感知环境、自主决策并执行动作的智能实体。理想状态下,人类只需进行预先设定目标并进行监督,AI Agent便可以全权自主完成具体任务。

尽管看起来很遥远,但AI Agent已经不再停留于抽象概念,而是积极探索应用落地,包括微软、谷歌、META在内的巨头们均正开发各自的Agent。

当大语言模型的竞争成为纯粹的烧钱游戏时,人们不得不重新思考相关公司的破局之道,而AI Agent在垂直行业的应用显然是个巨大的、有待挖掘的机会

近期Coscientist、ChemCrow等成果的出现、OpenAI与Moderna的合作以及晶泰科技的内部产品“AI项目经理”,显示出AI Agent在制药行业的广阔前景。

AI Agent将重塑药物研发的工作流程,最终促成制药行业进入数据驱动、人工智能赋能并且高度自动化的新阶段。

Agent:大语言模型的更进一步

以GPT为代表的大语言模型的问世,极大拓展了AI的可想象空间,所有人都仍在试图理解并预测如何充分利用AI的全部能力。

但显然,目前市场上的大多数AI产品,最终呈现的仍然是类ChatGPT 的对话形式,仅能充当较为低级的辅助工具,这一点在门槛更高的To B业务中表现得更加明显。

究其根本,当下的很多人工智能不够“智能”,只能停留在回答问题的阶段,而做不到具体执行,而要实现这个过程非常复杂,涉及到规划、感知、记忆、交互等多个模块。

AI Agent的概念由此应运而生,“Agent”这一概念起源于哲学,描述了一种拥有欲望、信念、意图以及采取行动能力的实体。

顾名思义,AI Agent指的是一种更加高级的智能体,具有更高的自主性和决策能力,能够自主开展复杂工作的能力。

腾讯研究院将人类与AI的合作由初级到高级分为Embedding、Copilot和Agents三种模式。与前两种模式下人类占据主导地位相比,在Agents模式下,AI具备更强的任务拆分、工具选择和进度控制能力,并完成绝大部分工作,人类只需设立目标、提供资源并监督结果。


需要指出的是,AI Agent仍然是基于大语言模型(LLM)的,这是因为LLM已被证实的强大的信息编码和解码能力,智能体需要利用其来解释自然语言指令,转化为控制策略,并改善控制系统的解释性和可交互性.

在OpenAI 的应用研究主管 Lilian Weng 看来,LLM 扮演了Agent 的“大脑”,在这个系统中提供推理、规划等能力。

停留在对话层面的大语言模型显然不能够满足药物开发层面的实际需求,正如一位业内人士所说的“我们不能期待,将一个基于报纸、书籍、论坛等文本,训练出的通用自然语言模型,迁移到蛋白设计这样一个极其特殊的应用上”。

然而当LLM进化成了AI Agent,其在制药业所展现出的能力,正在大大超出人们的预期。

制药领域的AI Agent,有哪些成绩?

AI Agent正在各行各业加速落地,而制药正是最为重要的应用领域之一。

2023年4月,来自洛桑联邦理工学院和罗切斯特大学的研究人员开发了 ChemCrow,一种 LLM 化学智能体,旨在完成有机合成、药物发现和材料设计等各种任务。

通过集成13 种工具,ChemCrow能够充当化学家的助手,同时通过提供一个简单的界面来获取准确的化学知识,从而降低非专家的进入门槛。

图:ChemCrow 的工具集

研究人员分析了 ChemCrow 在12个用例上的功能,包括合成目标分子、安全控制以及搜索具有相似作用模式的分子。结果表明,ChemCrow 大大优于普通的 LLM,尤其是在更复杂的任务上,显示出 ChemCrow 在解决化学任务方面的有效性。

去年12月,来自卡内基梅隆大学的研究团队开发了一款基于GPT-4等大型语言模型的AI系统Coscientist,该系统可以自主完成从检索信息、规划及设计实验、编写程序、远程操控自动化系统来做实验再到分析数据的一整套流程

在这项研究中,作者对Coscientist的实际表现进行了多轮测试,包括要求Coscientist通过检索与学习分别生成阿司匹林、对乙酰氨基酚和布洛芬等药物分子。

而Coscientist接受的最终挑战,是设计并执行钯催化交叉偶联反应这一复杂实验,而它也很快交上了一份漂亮的答卷,整个过程只用了不到4分钟。

领导这项研究的卡内基梅隆大学Gabe Gomes教授说:“这是非有机的智慧第一次能够规划、设计与执行这个由人类提出的复杂反应。”

除了学界在这一领域的积极探索外,产业界也正在行动起来,推动药企数字化、智能化转型。

就在上周,mRNA疫苗公司Moderna宣布和OpenAI展开深入合作,大约3000名Moderna员工将可以使用基于 GPT-4构建的ChatGPT Enterprise,并已经创建了750 多个独特的、量身定制的 OpenAI ChatGPT版本,旨在促进整个企业的特定任务或流程

在哈佛医学院Marinka Zitnik团队看来,上述的种种进展,仅仅意味着AI Agent在生物医药上刚刚起步而已。

该团队依据AI Agent的自主性水平划分了四个层次(0-3),数字越大,即代表自主性水平越高。而不论是ChemCrow还是Coscientist,抑或是各种GPTs,目前仅仅达到了Level 1的水平。


而更高级别的Level 2(AI Agent作为合作者)和Level 3(AI Agent作为科学家),目前尚未实现

他们认为,最理想的状态下,AI Agent将充当“人工智能科学家”的角色,其具备批判性学习和推理的能力,并且能够使得机器学习工具与实验平台协同工作,最终产生新的科学理解。

下一个必争之地

基于LLM强大的规划、推理和工具调用能力,AI Agent有望成为未来制药流程中的关键节点。

在具体工作中,各技术部门需求往往呈现明显区别:信息科学家渴望足够多的高质量数据,生物、化学领域的专家则期待更多分析结果,实验人员则需要明确的操作指令

这背后,需要一个高度智能和自动化的系统来支持,而AI Agent将成为整个系统中的“大脑”,进行智能决策和执行,核心是信息在组织内部的高效生产和传递。

在这一过程中,AI Agent将成为链接AI制药硬件(如自动化实验室)和专业算法(如Alphafold)的关键桥梁,同时也是人机交互的重要接口,具有举足轻重的地位。

图:三大技术的协同关系

毫无疑问,这是一个巨大的市场,而巨头们已经有所动作。

除了OpenAI外,英伟达也在行动,其向各大药企所提供的“工具包”,可以视作AI Agent的雏形。

而国内的企业自然也不会放过这个机会,公开信息显示,晶泰科技内部开发了一款“AI项目经理”,能够对实验过程中所产生的大量谱图和实验数据进行结构化智能解读,并协助管理实验原料的到货状态跟踪、实验的进度以及反应物和中间体的合成流程。

可以预见的是,未来,将有越来越多的玩家加入到这场制药业的AI Agent大潮之中。


—The End—

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