10月22日至24日,由《自然》杂志编辑部、南京大学、中国生物物理学会协办的第一届人工智能增强生物学国际学术会议在南京召开。会议汇聚了来自全球领先科研机构的28位人工智能生物领域专家,以及400余名科研人员、大学教授和学生、企业代表。多家生物医药企业也公布了突破性成果。在本次大会上,南京大学生命科学学院院长张晨宇教授认为,以人工智能为核心驱动力的生命科学“3.0时代”已经开始,并首次系统阐释并正式公布了新学科的定义、理论框架和发展路径。 《生命》与《生物智能》作为核心研究对象,张晨宇介绍,人工智能生物学是以人工智能为认知框架和研究方法,深度融合生物学、复杂系统科学和信息科学,通过多尺度数据构建形式模型,系统地揭示系统生物涌现规律和生物智能逻辑的一门新兴交叉学科。 “生物智能”,构建了“数据、信息、知识、智慧”四层次理论框架。 “生命的出现”是指复杂系统中多个个体的组合,形成新的性状和功能。这些函数在低水平上是不可预测的,并且是系统非线性的结果。 “生物智能”是生物体为适应环境而形成的“自然逻辑”, 即使是最低级的细菌也有它。人工投入智能生物学不仅将人工智能作为研究工具,而且从根本上改变了生命科学研究的思维和方向。 “生物学人工智能”的概念更加工具化。它并不寻求改变生命科学的理论框架,而只是为了提高现有工作流程的效率。 AI生物学的独特之处在于以下几点: 理论创新方向:对生命规律提出新的解释。假设生成能力:在数据探索过程中主动生成新的科学假设并指导后续实验。跨学科扩展的潜力:研究结果可应用于人工系统的设计和社会系统的建模。从解决“树上患病的叶子”到了解“为什么整棵树都患病”,生命科学在过去二十年中经历了多次技术革命。我有过这样的经历。 “但是,还有四米“这是生命科学领域的主要障碍。”张晨宇说,包括大量数据的整合和处理困难、从还原论的角度解释完整系统行为的困难、大规模研究的碎片化以及理论与实验的脱节。“虽然我们可以了解病变的分子细节,但很难解释全身性疾病的一般机制。” “人工智能生物学”诞生了。张晨宇将生物学的发展分为三个阶段。 1.0博物学时代:对各种生命形式的观察和描述——“见山即见山;见山即见山”。见水就是水。”分子生物学2.0时代:把生命分解为分子和信号通路——“看山不是山,看水不是水。”人工智能3.0生物时代——用AI摆脱困境阐述了生命和生物智能诞生的规律——“见山即见山,见水又见水”。 “人工智能的生物学”听起来像是一个冷冰冰的跨学科话题,但它的含义其实很简单。张晨宇举了几个观众能感受到的例子。例如,在疾病方面,传统医学就像解决“一棵树上的病叶”,而AI生物学试图理解“为什么整棵树都生病了”,从而找到从根本上进行干预的方法。对于粮食安全,人工智能可用于分析生态系统出现的模式,以便在气候发生剧烈变化之前预测和优化作物种植策略。人工智能驱动的生命科学“范式革命”正在加速。现代快报记者发现,这一概念并非一次性提出,而是多年积累的。张晨宇介绍南京大学和南京市正在开展多项举措,引领专业研究和产业转型建设。 2018年,南京大学首次提出“人工智能生物学”概念,并明确提出人工智能生物学是生物学3.0。 2019年,南京大学与南京江北新区合作共建全球首个“人工智能生物医学技术研究院”。 2023年,在中国生物物理学会框架下成立了全球第一个“人工智能生物学系”。在今年的会议上,南京大学与Together正式在世界舞台上推广这一新范式。从南京到世界各地,人工智能驱动的生命科学“范式革命”正在加速进行。 “对于科学界来说,这是理论体系的重构,但对于普通大众来说,这是一次理论体系的重构。c,这意味着医学、食品、环境甚至人工智能的未来都可能因这一新学科而发生重大改变。”晨曦现代快报/现代+通讯员于露(通讯员提供)
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