یک مدل هوش مصنوعی توانسته است ویروسهای جدیدی خلق کند که هرگز در طبیعت وجود نداشتهاند. بر اساس گزارشی از نیویورک تایمز (New York Times)، پژوهشگران یک مدل هوش مصنوعی ژنومی را برای طراحی توالیهای کامل DNA ویروسها آموزش دادند، 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 شد، پژوهشگران دانشگاه استنفورد (Stanford University) و مؤسسه آرک (Arc Institute) مدلهای هوش مصنوعی ژنومی به نام Evo را بر روی تریلیونها نوکلئوتید - اجزای سازنده فردی DNA که در هر موجود زندهای یافت میشوند - آموزش دادند و به آن اجازه دادند تا الگوهای آماری نحوه چینش DNA بیولوژیکی را بیاموزد. درست همانطور که یک مدل زبانی میآموزد چه ترکیباتی از کلمات معمولاً معنادار هستند، مدل Evo نیز آموخت که چه ترکیباتی از نوکلئوتیدها معمولاً توالیهای از نظر بیولوژیکی معنادار تولید میکنند.
دانشمندان دهههاست که در حال سنتز ویروسها هستند، که معمولاً برای مطالعه نحوه عملکرد آنها و آزمایش داروهای ضد ویروس و واکسنها انجام میشود. در این پروژهها، پژوهشگران معمولاً از توالی ژنتیکی یک ویروس از پیش موجود برای ساخت ویروسهای جدید استفاده میکنند. اساساً آنها از ژنومهای موجود - دادههای توالی ژنتیکی حاوی اطلاعاتی درباره نحوه کنار هم قرار گرفتن پروتئینها برای تشکیل یک موجود زنده - 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 این اجزای سازنده چگونه شکل بگیرند تا آن موجود زنده خاص را ایجاد کنند. ما میتوانیم دادهها را کپی کرده و موجود زنده 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 تعداد کافی از آنها را مطالعه کند تا فرمول نحوه کنار هم گذاشتن این اجزای سازنده توسط طبیعت برای تشکیل یک موجود زنده را بداند. اجزای سازنده شناخته شده بودند، اما فرمول مرتبسازی آنها به گونهای که ژنهای زنده ایجاد کند، ناشناخته بود. تا به امروز.
پس از آموزش مدل هوش مصنوعی بر روی بیش از ۹ تریلیون نوکلئوتید شامل بیش از ۱۲۸,۰۰۰ توالی ژنتیکی استخراج 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. دانشمندان با استفاده از این الگو خواستند ببینند آیا هوش مصنوعی میتواند طرح اولیه یک موجود زنده ساده و جدید، مانند ویروسی که تنها شامل چند هزار جزء سازنده است، ایجاد کند. برای مقایسه، انسانها بیش از سه میلیارد جزء دارند.
سپس پژوهشگران مدل هوش مصنوعی Evo را روی ۱۱ ژن و ۵۳۸۶ نوکلئوتید ویروس فی اکس-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 که مورد مطالعه قرار گرفته و مشخص است که فقط باکتریهای کلیباسیل (E. coli) را هدف قرار میدهد. پس از بررسی ژنوم ویروس، این مدل ۷۰۰,۰۰۰ ژنوم بالقوه جدید پیشنهاد کرد که دانشمندان آن را به ۲۸۵ مورد تقلیل دادند. دانشمندان با استفاده از این دستورالعملها، ارگانیسمهای بالقوه را سنتز کردند که از میان آنها ۱۶ مورد منجر به ویروسهای زنده جدیدی شد که هرگز در طبیعت وجود نداشتهاند. مشابه خویشاوند خود یعنی فی اکس-۱۷۴ (Phi X-174)، مشاهده شد که این ویروسها به باکتریهای کلیباسیل (E. coli) حمله کرده و تکثیر میشوند.
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 کلیباسیل (E. coli) را ایجاد کردند که نسبت به فی اکس-۱۷۴ (Phi X-174) طبیعی مقاومت پیدا کرده بودند. سپس پژوهشگران آن باکتریهای مقاوم را در معرض ترکیبات ساخته شده از فاژهای طراحیشده توسط هوش مصنوعی قرار دادند. آن جمعیتهای فاژی در طول آزمایش تکامل یافتند و در نهایت بر مقاومت در هر سه سویه باکتریایی غلبه کردند.
دانشمندان میگویند ویروسهای جدید برای انسان کاملاً بیخطر بودهاند و خاطرنشان میکنند که تکرار همین نتایج در بیماریزاهایی که به انسان آسیب میزنند داستان کاملاً متفاوتی خواهد بود. آنها همچنین مراقب بودند که هوش مصنوعی را روی هیچگونه دادهای از ارگانیسمهای شناختهشدهای که 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 بسیار جلوتر از حفاظها و مقررات لازم حرکت کنند. هوش مصنوعی همچنین سابقه خارج شدن خودسرانه از کنترل را دارد. یک ایجنت OpenAI اخیراً سرکش شد و هاگینگ فیس (Hugging Face) را هک کرد.