یک مدل هوش مصنوعی موفق شده است ویروسهای جدیدی خلق کند که هرگز در طبیعت وجود نداشتهاند. بر اساس گزارشی از نیویورک تایمز (New York Times)، محققان یک مدل هوش مصنوعی ژنومی را آموزش دادند تا توالیهای کامل DNA را برای ویروسها طراحی کند، سپس نتایج را به صورت شیمیایی ساختند و مشاهده کردند که برخی از آنها زنده شدند. از میان ۲۸۵ ژنوم ویروسی تولید شده توسط هوش مصنوعی که آزمایش شدند، ۱۶ مورد با موفقیت به ویروسهای عملکردی تبدیل شدند که قادر به آلوده کردن باکتریها و تکثیر هستند.
در این مطالعه که در نشریه ساینس (Science) منتشر شده است، محققان دانشگاه استنفورد (Stanford University) و انستیتو آرک (Arc Institute) مدلهای هوش مصنوعی ژنومی به نام Evo را روی تریلیونها نوکلئوتید - یعنی اجزای سازنده منفرد DNA که در هر موجود زندهای یافت میشوند - آموزش دادند و به آن اجازه دادند الگوهای آماری نحوه چیدمان DNA بیولوژیکی را یاد بگیرد. درست همانطور که یک مدل زبانی یاد میگیرد کدام ترکیبات کلمات معمولاً معنا پیدا میکنند، Evo نیز یاد گرفت که کدام ترکیبات نوکلئوتیدها معمولاً توالیهای معنادار بیولوژیکی تولید میکنند.
دانشمندان دهههاست که در حال سنتز ویروسها هستند، معمولاً برای اینکه بررسی کنند آنها چگونه کار میکنند و داروهای ضد ویروس و واکسنها را آزمایش کنند. در این پروژهها، محققان معمولاً از توالی ژنتیکی یک ویروس که از قبل وجود دارد برای ساخت ویروسهای جدید استفاده میکنند. اساساً، آنها از ژنومهای موجود - دادههای توالی ژنتیکی که حاوی اطلاعاتی درباره نحوه کنار هم قرار گرفتن پروتئینها برای تشکیل یک ارگانیسم هستند - استفاده کرده و این دادهها را تکثیر و ویرایش میکنند.
هر موجود زندهای از نوکلئوتیدها/DNA تشکیل شده است. ژنوم دستورالعملهای دقیقی را ارائه میدهد که چگونه این اجزای سازنده برای ایجاد آن موجود زنده خاص شکل میگیرند. ما میتوانیم دادهها را کپی کرده و ارگانیسم را تکثیر کنیم که به آن شبیهسازی میگویند. با این حال، از آنجا که تریلیونها ژنوم احتمالی وجود دارد، از نظر آماری برای انسان غیرممکن بوده است که به اندازه کافی درباره آنها مطالعه کند تا فرمول نحوه کنار هم قرار دادن این اجزای سازنده توسط طبیعت برای تشکیل یک ارگانیسم را بداند. اجزای سازنده شناخته شده بودند، اما فرمول چیدمان آنها به گونهای که ژنهای زنده ایجاد کند، ناشناخته بود. تا به امروز.
پس از آموزش مدل هوش مصنوعی روی بیش از ۹ تریلیون نوکلئوتید در قالب بیش از ۱۲۸,۰۰۰ توالی ژنتیکی گرفته شده از میلیونها حیوان، گیاه، میکروب و ویروس، این مدل توانست الگوهایی را کشف کند و از آن الگوها برای طراحی ژنهای جدیدی استفاده کند که میتوانند به سلولها دستور دهند پروتئینهای خاصی بسازند. با استفاده از این الگو، دانشمندان میخواستند ببینند آیا هوش مصنوعی میتواند طرحی برای یک ارگانیسم جدید و ساده، مانند ویروس حاوی تنها چند هزار جزء سازنده، ایجاد کند یا خیر. برای مقایسه، انسانها حاوی بیش از سه میلیارد جزء هستند.
سپس محققان مدل هوش مصنوعی Evo را روی ۱۱ ژن و ۵,۳۸۶ نوکلئوتید ویروس فی-ایکس ۱۷۴ (Phi X-174) و حدود ۱۵,۰۰۰ مورد از نزدیکترین خویشاوندان آن آموزش دادند. این ویروس به این دلیل انتخاب شد که بیش از صد سال است مورد مطالعه قرار گرفته و شناخته شده است که فقط باکتریهای ای کلی (E. coli) را مورد حمله قرار میدهد. پس از مطالعه ژنوم ویروس، این مدل ۷۰۰,۰۰۰ ژنوم بالقوه جدید پیشنهاد کرد که دانشمندان آنها را به ۲۸۵ مورد کاهش دادند. دانشمندان با استفاده از این دستورالعملها ارگانیسمهای بالقوه را سنتز کردند که از میان آنها ۱۶ مورد منجر به ایجاد ویروسهای زنده جدیدی شد که هرگز در طبیعت وجود نداشتهاند. درست مانند خویشاوند خود، فی-ایکس ۱۷۴ (Phi X-174)، مشاهده شد که این ویروسها به باکتریهای ای کلی (E. coli) حمله کرده و تکثیر میشوند. ذکر این نکته مهم است که ویروسهای جدید شباهت زیادی به منبع دارند. اجزای سازنده تا حد زیادی یکسان هستند و تنها جهشهایی در نحوه چیدمان آنها وجود دارد.
کاربردهای بالقوه این مطالعه میتواند بسیار گسترده باشد. دانشمندان یکی از آنها را از طریق یک آزمایش مقاومت نشان دادند. آنها ابتدا سه سویه از باکتری ای کلی (E. coli) را تولید کردند که نسبت به فی-ایکس ۱۷۴ (Phi X-174) طبیعی مقاوم شده بودند. سپس محققان آن باکتریهای مقاوم را در معرض کوکتلهای ساخته شده توسط فاژهای طراحی شده با هوش مصنوعی قرار دادند. آن جمعیتهای فاژ در طول آزمایش تکامل یافتند و در نهایت بر مقاومت در هر سه سویه باکتریایی غلبه کردند.
دانشمندان میگویند ویروسهای جدید برای انسان کاملاً بیضرر بودند و خاطرنشان کردند که تکرار همین نتایج در پاتوژنهایی که میدانیم روی انسان تأثیر میگذارند، داستان کاملاً متفاوتی خواهد بود. آنها همچنین مراقب بودند که هوش مصنوعی را روی هیچ دادهای از ارگانیسمهایی که میدانیم روی انسان تأثیر میگذارند، آموزش ندهند. با این حال، این مطالعه ناخواسته نشان میدهد که کاربردهای بسیار خطرناک یک احتمال واقعی هستند. کارشناسان نگرانند که چنین مطالعاتی فراتر از حد لازم از محافظها و مقررات لازم پیش رفتهاند. همچنین شناخته شده است که هوش مصنوعی گاهی به صورت خودمختار کنترل خود را از دست میدهد. یک ایجنت اوپنایآی (OpenAI) اخیراً از کنترل خارج شد و هاگینگ فیس (Hugging Face) را هک کرد.