AI與基因科學(xué)的對話：從“人工智能”到“動物智能”

　　有人的地方就有江湖，巨頭們一次次的“技術(shù)戰(zhàn)役”就是現(xiàn)代江湖的樣子。各家企業(yè)牢牢把握住科技就是第一生產(chǎn)力的關(guān)鍵，不斷的較量平臺、技術(shù)、場景、生態(tài)等多方面的綜合實(shí)力，你方唱罷我登場好不熱鬧。

　　在我們的認(rèn)知中，基因科學(xué)和人工智能都是技術(shù)中的“武林高手”。在一系列新聞通稿中，二者通常會與“長生不老”“返老還童”這樣的字眼搭邊，頗有一種笑傲江湖的感覺。

　　而細(xì)細(xì)去比較兩者——人工智能正處在關(guān)鍵時刻，多多少少已經(jīng)滲透進(jìn)了人們的生活，但基因科學(xué)總是“只聞其聲，不見其人”，猶如高嶺之花，被封存在科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里，少有人接觸其核心技術(shù)。

　　從高嶺之花到花開遍野

　　目前，人工智能的產(chǎn)業(yè)圖譜已經(jīng)十分豐富了，金融、教育、醫(yī)療、公共安全等領(lǐng)域都可以看到AI的影子。從這一點(diǎn)來看，基因科學(xué)雖然是AI的前輩，“名震江湖”的速度卻沒有后輩來得快。

　　基因科學(xué)的應(yīng)用通常集中在基因檢測。基因檢測有兩個應(yīng)用場景，一個是健康檢查，比如預(yù)測癌癥等，不過這一般是富人追捧的高端體檢服務(wù)，讓它“一戰(zhàn)成名”的就是安吉麗娜·朱莉通過基因測序檢測出了自己罹患乳腺癌的風(fēng)險;另一個則是商業(yè)化的“算命式”基因檢測，比如通過基因測試你的孩子有沒有唱歌天賦等，拳王鄒市明的兒子就做過這樣的測試。

　　但這也不代表人工智能略勝一籌。生命科學(xué)這一領(lǐng)域限于研究環(huán)境、技術(shù)條件等壁壘，在前幾年著實(shí)發(fā)展緩慢，但是在近些年，生命科學(xué)的高科技可能就要進(jìn)入一個爆發(fā)期了。比如基因編輯，大家熟知的就有明星技術(shù)CRISPR/Cas9，在去年，Mitalipov領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)就完成了美國第一例人類胚胎基因修飾的研究。

　　生命科學(xué)領(lǐng)域的想象力空間會非常大，當(dāng)然，這類技術(shù)也會遇到和AI同樣的倫理道德的牽絆。如此來看，AI或者基因科學(xué)“單打獨(dú)斗”都會成為江湖中的一條好漢，但是，綜合二者的拿手好戲和一些缺陷，這兩位高手強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合似乎更有看頭。特別是在二者都想攻下的醫(yī)療領(lǐng)域里，更是有大顯身手的機(jī)會。

　　1、疾病診斷上，AI與基因相輔相成

　　某個基因與疾病的相關(guān)性是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)出來的。比如研究癌癥和人體基因的關(guān)系時，首先要統(tǒng)計(jì)大量癌癥患者的基因數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行比對，再篩選出相似的基因，即選定可能致癌的基因。

　　但這樣的結(jié)果卻很容易被推翻，首先是因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是通過以往的累積數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。而隨著癌癥統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)量不斷增加，人們會發(fā)現(xiàn)更多的相似基因位點(diǎn)，患有癌癥的概率統(tǒng)計(jì)也就會相應(yīng)地發(fā)生變化。

　　其次，人類患有某種疾病還與其它因素有關(guān)，比如肺癌的患病就和大氣污染有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。但是基因檢測是接觸不到患者的實(shí)際情況的。

　　也就是說，即使基因檢測獲得了大量數(shù)據(jù)，對于疾病的指向性依舊是有限的。而面對這樣的情況，我們加入AI能夠深度學(xué)習(xí)To C端數(shù)據(jù)庫的功能或許會有助益。

　　就拿最近美國斯坦福大學(xué)開發(fā)的AI預(yù)測死亡系統(tǒng)舉例，這個系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)了12個月內(nèi)死亡患者的近200萬份醫(yī)療數(shù)據(jù)，然后通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用大數(shù)據(jù)計(jì)算每條信息的權(quán)重和強(qiáng)度，與現(xiàn)有的患者進(jìn)行比對，就會生成這個患者在3—12個月內(nèi)死亡的概率分?jǐn)?shù)。如此，也能最大限度地保證疾病診斷的正確率。

　　除此之外，AI可以通過ChatBot、場景識別等功能，對患者進(jìn)行行動上的監(jiān)管，更有利于輔助基因的診斷。

　　2、制藥業(yè)的神助攻

　　英國倫敦大學(xué)學(xué)院的皮特.柯文尼教授稱：“通過病人的基因組序列，可以推斷出酶的形狀，構(gòu)建準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，篩選匹配藥物，并將結(jié)果告訴主治醫(yī)生給出最優(yōu)處方。”

　　將基因測序技術(shù)和AI的計(jì)算能力相結(jié)合，或許能夠探索出制藥業(yè)的新路徑。以艾滋病的治療藥物舉例，科學(xué)家表示，目前他們建立的50多個模擬模型，就要配有5000個處理器的計(jì)算機(jī)不停的計(jì)算12-18個小時，還要對計(jì)算結(jié)果做大量的數(shù)據(jù)分析，才能給出藥物的排序。而在制藥這件事上，AI正在全面提升人類的效率。

　　3、個人健康管理終端

　　基因芯片一直是生命科學(xué)領(lǐng)域想要打造的“法寶”。而將其與AI結(jié)合起來，會在哪個方面實(shí)現(xiàn)突破呢?健康管理。

　　基因芯片可以快速、準(zhǔn)確的鑒定一個人的生物信息。與AI只能圖像識別不同，智能終端+基因芯片或許可以打造出一個人類GIS智能設(shè)備，這個豐富的多維度的信息嵌合體可以用來解讀個人的健康情況、識別個人的身份信息等。相當(dāng)于有了一張智能的、專屬的、可見的“基因身份證”。

　　這類設(shè)備還可以快速檢測污微生物或有機(jī)化合物對環(huán)境、人體、動植物的污染和危害。基因芯片經(jīng)過改進(jìn)，能夠利用不同生物狀態(tài)表達(dá)不同的數(shù)字信息，基于基因芯片和基因算法，還可用于制造生物計(jì)算機(jī)。

　　從AI“類人”的圈子里跳出來

　　一方面，在基因科學(xué)中，解讀人類基因程序語言的意義在于解讀地球生物圈的程序代碼。我們在教科書上就學(xué)過，基因是編譯氨基酸的密碼子。除了極少數(shù)的不同之外，地球上已知生物的遺傳密碼均非常接近。因此，根據(jù)演化論，遺傳密碼應(yīng)在生命歷史中很早期就出現(xiàn)。而這一點(diǎn)，對研究物種的誕生有著非常重要的意義，在以后，我們不排除“人造”地球生物圈的可能性。

　　另一方面，我們目前提到的機(jī)器人、計(jì)算機(jī)等人工智能是沒有意識的，即使我們不斷地嘗試，想讓AI變得更像人，但機(jī)器所做的主要還是認(rèn)知的事情，做的是一個Pattern Recognition，聽聽聲音，看看圖像。人腦的高級功能還是無法移植到AI上。自深度學(xué)習(xí)以來，AI一直沒有重大的理論突破，也證明了創(chuàng)造出具有意識、情感的非生命還是很難的。

　　美國哲學(xué)家約翰·希爾勒曾經(jīng)提出“中文房間”的實(shí)驗(yàn)理論來反駁電腦和其他人工智能能夠真正思考的觀點(diǎn)。在這個思維實(shí)驗(yàn)里，只要計(jì)算機(jī)擁有了適當(dāng)?shù)某绦?，理論上就可以說計(jì)算機(jī)擁有它的認(rèn)知狀態(tài)以及可以像人一樣地進(jìn)行理解活動。

　　在這個理論基礎(chǔ)上，我們或許可以開一個比較大的腦洞，就是跳出人工智能一定要作為仿生機(jī)器、“類人AI”而出現(xiàn)的圈子，而是利用動物的思維，模擬動物的程序，這或許會是一個具有極大潛力的空間。

　　來自澳大利亞新英格蘭大學(xué)的基爾斯蒂·阿爾伯特就曾驚嘆于螞蟻的智能，“螞蟻比我們想象的要聰明太多——我們把螞蟻叫做超個體， 因?yàn)樗麄冃纬闪嗽S多與人類大腦類似的網(wǎng)絡(luò)?！?的確， 與人類的社交系統(tǒng)相比，蟻群的社交系統(tǒng)相當(dāng)?shù)木堋?/p>

　　如果把這個“人造”生物圈當(dāng)作一個生物進(jìn)化的實(shí)驗(yàn)工廠，那么我們或許可以從中總結(jié)出一套有別于人類的某個物種的程序語言，要說明的是，這種動物專屬的程序是一直存在的，比如螞蟻的社交行為，只是在進(jìn)化過程中沒有動物會自己總結(jié)下來。當(dāng)人類能夠縱觀整個生命歷史時，總結(jié)歸納一個物種的程序語言也未嘗不可，而那意味著人類能夠創(chuàng)造以新的程序語言為基礎(chǔ)的“動物智能”。

　　與其讓AI不斷進(jìn)行人工標(biāo)簽數(shù)據(jù)的積累學(xué)習(xí)，不如先構(gòu)建一個動物行為的知識圖譜，進(jìn)行系統(tǒng)化訓(xùn)練，一旦訓(xùn)練成功，對于人們來說，受益將會是永久性的。

　　最重要的是，當(dāng)基因科學(xué)獲得突破，人類將有機(jī)會獲得動物、植物的非公式性變量波動(即情感波動)，那么，將這樣的波動作為數(shù)據(jù)庫植入到AI中，或許可以解決我們在日常生活中動物語料庫不足、語義不明晰的問題。如果動物存在真情實(shí)感，通過基因技術(shù)+AI技術(shù)，我們或許可以實(shí)現(xiàn)人與動物的情感交流。