爱吧机器人网 » 专题 > 应用 > 正文

科学家利用人工智能发现近 6000 种未知病毒

核心提示:科学家利用人工智能发现近 6000 种未知病毒。近日,在美国能源部(Department of Energy)举办的会议中,研究员展示了一种新的机器学习

科学家利用人工智能发现近 6000 种未知病毒。近日,在美国能源部(Department of Energy)举办的会议中,研究员展示了一种新的机器学习工具,可探索地球上无数未知的病毒。

\

利用机器学习发现新病毒

虽然病毒影响着我们的日常生活,例如我们的健康,或垃圾的分解,不过由于科学家无法在实验室中培养大多数的病毒,而且病毒的基因体很小、进化快速,所以科学家一直以来都难以识别病毒的基因序列。

近年来,研究人员尝试从不同环境的样本进行 DNA 定序,希望能寻找出未知的病毒。为了识别存在的微生物,研究人员搜寻已知病毒和细菌的基因特征,就像文字处理软件的「寻找」功能,找出文件中的特定文字一样。不过因为病毒学家无法寻找未知的东西,所以这种方法往往失败。

不过,机器学习能解决这个问题,这种方法能在大量的讯息中找出有意义的规律。机器学习算法能分析数据,从中学习,然后自主分类信息。

南加州大学(University of Southern California)的计算生物学家任杰博士(Jie Ren)表示:「以往,人们没有研究病毒的好方法,但现在我们终于有一个工具可以寻找它们。」

训练丝状噬菌体科病毒家族

最新的研究中,美国能源部联合基因体研究所(Joint Genome Institute,简称 JGI)的计算生物学家鲁林博士(Simon Roux),训练计算机从一个不常见的丝状噬菌体科(Inoviridae)病毒家族,去识别病毒的基因序列。这些病毒生活在细菌中,并改变宿主的行为,例如,它们会让霍乱弧菌的毒性更强。在鲁林博士开始研究前,估计只发现了不到 100 个品种。

鲁林博士提出了一种机器学习算法,这种算法包含两个数据集。一个数据集含有 805 个丝状噬菌体科基因序列,另一个则含有大约 2000 个来自细菌和其他病毒的基因序列,让算法能发现区别的方法。

接着,鲁林博士把庞大的总体基因体数据集提供给模型。计算机找到了超过 10000 个丝状噬菌体科基因体,并将其聚集成不同物种的集群。鲁林博士表示,其中一些集群之间的遗传变异非常大,所以丝状噬菌体科可能是很多家族组成的。

\

发现提升堆肥处理效率的新病毒

在另一项研究中,巴西圣保罗大学(University of São Paulo)的生物信息学家戴维·阿姆加藤博士( Deyvid Amgarten),利用机器学习在城市动物园寻找堆肥中的病毒。他撰写算法来搜寻病毒基因体的一些显著特征,例如特定长度的 DNA 链上的基因密度。

阿姆加藤博士表示,经过训练后,计算机找到了几个似乎是新的基因体。最后一步是了解这些病毒产生的蛋白质,看看其中一些蛋白质能否加快有机物质的分解速度,并希望能提升堆肥处理的效率。

发现病患身上的新病毒

阿姆加藤博士从任杰团队开发的机器学习工具 VirFinder 得到线索。VirFinder 可寻找 DNA 链上的碱基配对,例如 AT 或 CG。任杰博士将这种算法应用在健康者和肝硬化患者粪便的总体基因体样本上。计算机对样本中的病毒进行分类之后,研究团队注意到,与肝硬化患者相比,正常人的某些特定类型基因体更多或更少,这表示某些病毒可能导致这种疾病。

任杰博士的研究相当引人注目。长久以来,医学生物研究人员一直希望了解,病毒是否会导致一些难以发现病因的疾病,例如慢性疲劳症候群(又称肌痛性脑脊髓炎)和发炎性肠道疾病。杰克森实验室(Jackson Laboratory)免疫学家尤努马兹教授(Derya Unutmaz)推测,病毒可能会引发破坏性发炎反应,或者可能会改变人类微生物群系(microbiome)中细菌的行为,进而破坏新陈代谢和免疫系统。

尤努马兹教授表示,透过机器学习,研究人员可能会发现隐藏在病患身上的病毒。此外,由于机器学习可在庞大的数据集中找出规律,这种方法可以将病毒数据与细菌进行关联,并将病症数据与蛋白质变化进行关联。尤努马兹教授表示:「机器学习可以发现我们从未想到的知识。」

上一篇:人工智能已在我国大规模应用于癌症早期筛查
下一篇:AI将成科学家“高级定制”工具 制造分子问人工智能AI

本周栏目热点

日本机器人酒店推出“无人酒吧” 颇为人气

[2017-11-10]  现在最流行的服务并非是人类的服务,现在最流行的服务也并非就是贴心的服务,现在最流行的服务,是使用最新的人工智能机器人来服务...

私人助理or玩伴?社交机器人纳丁帮你搞定

[2016-03-09]     纳丁有着细嫩的皮肤和柔顺的深褐色头发,面部表情丰富,并且可以记得以前的 ...

两会焦点:机器人能帮孩子减少无效学习时间

[2018-03-12]  在3月11日下午的全国两会第三场代表通道上,科大讯飞董事长刘庆峰在回答记者提问时强调,他们的软件给孩子们节省了时间,让孩子们有更多的...

[2018-03-12]  机器人医生为你看病、做手术不是科幻片,而是纪录片。科技部部长万钢3月10日在出席十三届全国人大一次会议记者会时表示,我国科技人员研发的手术机器人,医疗设备进入了高端医......

 深圳交通已经有人工智能AI?云+人工智能前景太美好

[2018-06-26]  在6月26日华为云中国行深圳站现场,华为云计算首次对外公布了其全新智能体概念并结合具体实践行业做以解释。何谓智能体,华为云郑叶来给出 ...

秒判断这笔保险赔不赔 蚂蚁保险完成国内首笔全流程AI快赔

[2018-07-19]  对于保险,用户最关心的是赔还是不赔,要花多少时间可以赔付到账。所谓“全流程AI快赔”,就是用户申请保险赔付时,自己拍照上传资料,识别、审核、赔付等全程无人工干预,全......

为智能制造“点睛” 揭秘机器视觉如何成为制造业发展重要推动力

[2018-07-16]  在当前以高端装备制造为核心的智造工业4 0时代背景下,随着“中国制造2025”战略的深入,业智能机器人产业市场呈现不断增长的势头,其中充 ...

用AI预测自来水管网水质,这篇论文登上国际会议

[2018-07-18]  日前,人工智能领域国际顶级学术会议IJCAI2018(国际人工智能联合会议)在瑞典首都斯德哥尔摩召开,京东金融城市计算事业部的一篇“基于大数据的管网水质预测”论文被会议录用......

美军训练机器人当战友:冲锋在前 还会自主找掩护

[2018-07-17]  美国每日科学网站7月13日发表题为《教机器人如何成为更靠谱的战友》的报道称,美国陆军研究实验所和卡内基-梅隆大学机器人研究所的科研人员研发了一种新技术,可迅速教会机器......

DeltaGrad股票机器人业绩跑赢大盘 基金经理要下岗?

[2018-07-16]  一家来自中国的技术公司DeltaGrad研发的A股AI投资机器人今年以来的投资业绩着实亮眼。从2017年11月开始实盘测试以来,截至2018年7月2日,DeltaGrad的股票机器人业绩累积为收益8 1%...

精选推荐

美国人工智能公司Skymind进入福建全面开展业务
美国人工智能公司Skymind进入福建全面开展业务

[2017-12-11]  人工智能在当今这个时代对大家来说想必是非常熟悉的,这也是我国近十几年来一直追求的目标,未来的时间里这也将是全人类追求的目标。就目前来看,近年来,人工智能或在我国迎......

7种常见的机器人焊接类型
7种常见的机器人焊接类型

[2017-12-17]  机器人焊接是工业领域最常见的机器人应用之一,近几十年来主要由汽车行业驱动。机器人焊接在完成大批量,重复性的焊接任务时效率最高。...

什么是机器人学?机器人学简介
什么是机器人学?机器人学简介

[2017-12-14]  机器人学是工程学与科学的交叉学科,包括机械工程,电气工程,计算机科学等。机器人技术涉及机器人的设计、制造、操作和应用,以及用于控制、感官反馈和信息处理的计算机系统。...

人工智能民主化能否实现取决于科技巨头
人工智能民主化能否实现取决于科技巨头

[2017-12-29]  我们经常听到像谷歌和微软这样的公司说他们希望人工智能民主化。这是一个很好的词,民主化。 但这些公司如何界定“民主化”还不清楚,像AI本身一样,它似乎有点炒作的味道...

通过对抗性图像黑入大脑
通过对抗性图像黑入大脑

[2018-03-02]  在上面的图片中,左边是一张猫的照片。在右边,你能分辨出它是同一只猫的图片,还是一张看起来相似的狗的图片?这两张图片之间的区别在于, ...

如何让人工智能机器人快速自我纠正错误并吃一堑长一智?
如何让人工智能机器人快速自我纠正错误并吃一堑长一智?

[2017-08-23]  莱斯特大学数学系的研究人员在《Neural Networks》杂志上发表了一篇文章,概述了新算法的数学基础,可以使人工智能收集错误报告并立即纠正,而不影响现有技能 ,同时还会积......

德国研发出一种能在你体内工作的微型机器人

[2018-01-26]  纽约时报的报道,德国的研究人员已经开发出一种长约七分之一英寸的机器人,首先看起来不过是一小块橡皮条。然后它开始移动。机器人走路,跳跃,爬行,滚动和游泳。它甚至爬出......

Crossbar将电阻式RAM推入嵌入式AI
Crossbar将电阻式RAM推入嵌入式AI

[2018-05-17]  电阻RAM技术开发商Crossbar表示,它已与航空航天芯片制造商Microsemi达成协议,允许后者在未来的芯片中嵌入Crossbar的非易失性存储器。此举是在先进制造业节点的领先代工厂选......