هوش مصنوعی جدید اوپن‌ای‌آی برای طراحی پروتئین و افزایش طول عمر انسان

به گزارش پیوست، نشریه فناوری ام‌آی‌تی به نقل از اوپن‌آی‌آی می‌گوید این مدل زبانی می‌تواند پروتئین‌هایی طراحی کند که سلول‌های معمولی انسان را به سلول بنیادی تبدیل می‌کنند. هوش مصنوعی اوپن‌ای‌آی طبق ادعای شرکت در این کار بهتر از انسان‌ها عمل می‌کند.

این مدل که از آن با نام GPT-4b یاد می‌شود در واقع یک مدل زبانی کوچک با تمرکز خاص روی طراحی پروتئین‌ها است و براساس داده‌های همین حوزه آموزش دیده است. با این حال این مدل هنوز به صورت رسمی و به عنوان یک محصول خاص عرضه نشده است و استفاده از آن در حال حاضر محدود به یک شرکت همکار اوپن‌ای‌آی است. شرکت همکاری اوپن‌ای‌آی که سرمایه اصلی خود را از مدیرعامل بزرگترین استارت‌آپ هوش مصنوعی جهان دریافت کرده است می‌خواهد طول عمر انسان معمولی را تا ۱۰ سال افزایش دهد.

اوپن‌ای‌آی می‌گوید هنوز روند تصمیم‌گیری درمورد عرضه و نحوه عرضه این مدل، به صورت جداگانه یا در ترکیب با مدل‌های استدلال محور، به پایان نرسیده است.

اولین مدل اوپن‌ای‌آی که بر داده‌های بیولوژیکی تمرکز دارد

این اولین مدل هوش مصنوعی اوپن‌ای‌آی است که روی داده‌های بیولوژیکی تمرکز می‌کند و برای اولین بار این استارت‌آپ مدعی شده است که مدل‌های ساخته این شرکت می‌توانند نتایج غیرمنتظره علمی را رقم بزنند. در نتیجه چنین گامی صرفنظر از اینکه هوش مصنوعی بتواند کشف واقعی رقم بزند یا خیر، یک گام مهم رو به جلو محسوب می‌شود که برخی معتقدند آزمون بزرگی بر سر راه «هوش مصنوعی عمومی» یا AGI است.

هفته گذشته سم آلتمن، مدیرعامل اوپن‌ای‌آی، گفت «مطمئن» است که شرکتش نحوه ساخت AGI را می‌داند و اضافه کردن «ابزارهای فوق‌هوشمند می‌تواند به شکل قابل توجهی روند کشف و نوآوری علمی را تا فراتر از آنچه ما به تنهایی قادر به انجامش هستیم، تسریع کند.»

پروژه مهندسی پروتئین و علم افزایش طول عمر

پروژه مهندسی پروتئین اوپن‌ای‌آی به حدود یک سال پیش و زمانی باز می‌گردد که شرکت Retro Biosciences، یک شرکت متمرکز بر تحقیقات هوش مصنوعی در سن‌فرانسیسکو، به این شرکت  پیشنهاد همکاری داد.

چنین ترکیبی اتفاقی نبود. سم آلتمن، مدیرعامل اوپن‌ای‌آی، به شخصه ۱۸۰ میلیون دلار در سال ۲۰۲۳ برای بنیان‌گذاری شرکت Retro سرمایه‌گذاری کرده است.

این شرکت در تلاش است تا طول عمر انسان معمولی را تا ۱۰ سال افزایش دهد. این شرکت در همین راستا موضوعی به نام فاکتور‌های یاماناکا (Yamanaka) را مطالعه می‌کند. این‌ها یک دسته پروتئین هستند که وقتی به سلول پوستی یک انسان متصل شوند، باعث تبدیل آن سلول به یک سلول بنیادی به نظر جوان می‌شوند، نوعی که می‌تواند بافت‌های دیگر را در بدن تولید کند.

این پدیده را شرکت‌هایی مثل Retro و شرکت‌های ثروتمند دیگری مثل Altos Labs، راهکاری برای جوان‌سازی حیوانات، ساخت بافت‌های انسانی یا تامین سلول‌های جایگزین می‌دانند.

اما این سبک از «باز‌برنامه‌ریزی» سلولی چندان کارآمد نیست. از یک سو چند هفته زمان می‌برد و کمتر از یک درصد سلول‌ها مسیر کامل جوان‌سازی را با موفقیت پشت سر می‌گذارند.

مدل جدید اوپن‌ای‌آی با نام GPT-4b micro

اوپن‌ای‌آی به همین منظور مدل جدیدی را طراحی کرده است. مدل جدید این شرکت که GPT-4b Micro نام دارد به گونه‌ای آموزش دیده است تا راه‌کارهایی را برای بازطراحی فاکتور‌های پروتئین ارائه دهد تا بازدهی آنها افزایش یابد. طبق اعلام اوپن‌ای‌آی، محققان از پیشنهادات این مدل برای تغییر دو فاکتور یاماناکا استفاده کرده و آن را، حداقل براساس یک سری سنجه‌های اولیه، ۵۰ بار موثر‌تر کرده‌اند.

جان هالمن، یکی از پژوهشگران اوپن‌ای‌آی، می‌گوید: «پروتئین‌ها در همه‌جا به نظر از آنچه خود پژوهشگران قادر به تولید آن بودند، بهتر هستند.»

هالمن و ارون جائک از اوپن‌ای‌آی و ریکو مینل از شرکت Retro توسعه دهندگان اصلی این مدل هوش مصنوعی هستند.

در حال حاضر پژوهشگران نمی‌توانند صحت نتایج را تایید کنند زیرا هنوز جزئیات آنها منتشر نشده است و شرکت‌ها می‌گویند در حال برنامه‌ریزی برای انتشار آنها هستند. این مدل هوش مصنوعی نیز هنوز در اختیار عموم قرار نگرفته است و هنوز در حد یک ارائه اولیه است و به صورت یک محصول رسمی معرفی نشده است.

جائک می‌گوید: «این پروژه قرار است نشان دهد که ما درمورد کمک به علم جدی هستیم. اما اینکه آیا این توانمندی‌ها به عنوان یک مدل جداگانه در اختیار جهان قرار می‌گیرند یا اینکه در داخل مدل‌های استدلال محور ما جای می‌گیرند هنوز مشخص نیست.»

GPT-4b ؛ یک مدل کوچک و متمرکز

این مدل با مدل AlphaFold گوگل، که شکل پروتئین‌ها را پیش‌بینی می‌کند، متفاوت است. اوپن‌ای‌آی می‌گوید از آنجایی که فاکتور‌های یاماناکا معمولا پروتئین‌هایی به شکل عجیب سست و غیرساختارمند هستند، درنتیجه نیازمند رویکرد متفاوتی هستند که مدل‌های بزرگ زبانی این شرکت از پس آن بر می‌آیند.

این مدل براساس نمونه‌هایی از زنجیره‌های پروتئین با گونه‌های مختلف و اطلاعات مربوط به نحوه ارتباط پروتئین‌ها با یکدیگر، آموزش دیده است. با اینکه چنین اطلاعاتی حجم بالایی دارند، اما حجم آنها تنها به کسری از داده‌های آموزشی مدل‌های پرچمدار اوپن‌ای‌آی می‌رسد و در نتیجه GPT-4b نمونه‌ای از یک «مدل زبانی کوچک» است که یک دسته خاص از داده‌ها تمرکز می‌کند.

مدلی آزمایشگاهی با نتایج در دنیای واقعی

پژوهشگران Retro پس از دسترسی به این مدل سعی داشتند تا از آن برای بازطراحی پروتئین‌های یاماناکا استفاده کنند. ترفند پرامپت‌دهی این فرایند شبیه به روش «few-shot» است که در آن کاربر زنجیره‌ای از مثال‌ها را همراه با پاسخ در اختیار چت‌بات می‌گذارد و در آخر هم مثالی است که روبات باید به آن پاسخ دهد.

اگرچه مهندسان ژنتیک راه‌هایی برای هدایت تکامل مولکول‌ها در آزمایشگاه دارند اما معمولا تنها آزمایش تعدادی از احتمالات برای آنها ممکن است. همچنین حتی یک پروتئین با طول معمولی را (از آنجایی که براساس صدها آمینو اسید ساخته شده است و هر آمینو اسید با ۲۰ حالت ممکن همراه است) می‌توان به بی‌نهایت روش مختلف تغییر داد.

اما مدل اوپن‌ای‌آی معمولا پیشنهاداتی را ارائه می‌کند که در آن یک سوم آمینو اسید‌های پروتئین‌ها بدون تغییر هستند.

جو بتس-لاکروا، مدیرعامل شرکت Retro، می‌گوید: «ما این مدل را فورا به آزمایشگاه بردیم و نتایج جهان واقعی گرفتیم.» او می‌گوید ایده‌های این مدل به شکل عجیبی خوب بدند که باعث شد فاکتور‌های یاماناکای اولیه را به کسری از موارد بهبود بخشیم.

وادیم گلادیشف، پژوهشگر طول عمر در دانشگاه هاروارد که به Retro مشاوره می‌دهد، می‌گوید به راه‌های بهتری برای ساخت سلولی‌های بنیادی نیاز است. او می‌گوید: «برای ما این موضوع بسیار مفید است. [سلول‌های پوست] به سادگی قابل برنامه‌ریزی مجدد هستند اما دیگر سلول‌ها اینگونه نیستند. و برای انجام این کار روی گونه‌های جدید- معمولا روند بسیار متفاوت است و ما هیچ نتیجه‌ای نمی‌گیریم.»

همانند بسیاری از مدل‌های هوش مصنوعی اوپن‌ای‌آی، مشخص نیست که GPT-4b چگونه به پیشنهادات خود دست پیدا می‌کند. بتس-لاکروا می‌گوید: «درست مثل زمانی که AlphaGo بهترین انسان بازی گو را به راحتی شکست داد اما زمان زیادی برد تا بفهمیم که چرا اینگونه شد. ما هنوز در حال درک عملکرد آن هستیم و فکر می‌کنیم که نحوه استفاده ما تنها قطره‌ای از این دریا است.»

اوپن‌ای‌آی می‌گوید در این همکاری هیچ پولی رد و بدل نشده است. اما از آنجایی که این همکاری می‌تواند به نفع Retro (شرکتی که بزرگترین سرمایه‌گذار آن آلتمن است) باشد، انتشار خبر آن شاید سوالات بیشتری را درمورد پروژه‌های جانبی مدیرعامل این شرکت مطرح کند.

سال گذشته وال استریت ژورنال گزارش داد که سرمایه‌گذاری‌های متعدد آلتمن روی استارت‌آپ‌های فناوری خصوصی یک «امپراتوری مبهم سرمایه‌گذاری» است که هرروز احتمال تضاد منافع را بیشتر می‌کنند زیرا برخی از این شرکت‌ها با اوپن‌ای‌آی همکاری دارند.

برای مثال شرکت Retro تنها به دلیل همراهی آلتمن، اوپن‌ای‌آی و حضور در مسیر توسعه AGI می‌تواند جایگاه خود را تقویت کند و توان بیشتری برای استخدام و یا جذب سرمایه‌ داشته باشد.