Elméleteket is gyárt Adam, a robotkutató

Brit kutatók a Science legújabb számában arról számolnak be, hogy sikerült bizonyos önálló kutatási feladatok ellátására alkalmas robotot kifejleszteniük. A robot képes külső közreműködés nélkül hipotéziseket felállítani, ezeket kísérletileg ellenőrizni, majd a kísérletek eredményei alapján a hipotéziseket módosítani és újra ellenőrizni.

A tudományos kutatási módszer alapvető sémája a következő. A kutató a megfigyelései alapján fölállít egy hipotézist, amely összeegyeztethetőnek tűnik a tapasztaltakkal. A továbbiakban a hipotézis alapján előrejelzéseket (predikciókat) tesz. Az előrejelzéseket kísérletekkel ellenőrzi, majd az eredményeknek megfelelően módosítja a hipotézisét. Ez az egész körfolyamat addig zajlik, amíg a kísérleti eredmények nem mondanak ellen a hipotézisnek. Ekkor a hipotézis széles körben elfogadott tudományos elméletté válik (ettől persze továbbra is megcáfolható, ha új - az elméletnek ellentmondó - tények kerülnek napvilágra).

Az Aberystwyth-i és a Cambridge-i Egyetem kutatói olyan robotot készítettek, amely bizonyos szinten képes a tudományos módszer önálló alkalmazására. Az "Adam" névre keresztelt robot lelke egy rendkívül összetett programot futtató számítógép. Ehhez csatlakozik egy teljesen automatikus laboratóriumi rendszer, amely mikrobiológiai kísérletek elvégzésére alkalmas. A robotba először betáplálják az adott kísérletekkel kapcsolatos összes adatot, illetve háttérismeretet. Ezután a robot önálló munkába kezd. Megtervezi és végrehajtja a kísérleteket a kiindulási hipotézis teszteléséhez, majd a kísérleti eredményeket kiértékeli, és az eredményeknek megfelelően, programja segítségével módosítja a hipotézist. (A robot szó valójában félrevezető, amint a képen is látható, egy számos alegységből álló automata laboratóriumi rendszerről van szó.)

A kutatók egy valós genomikai probléma megoldásával ellenőrizték Adam működését. A robotnak azt a feladatot adták, hogy derítse ki, mely gének kódolják a sörélesztő (Saccharomices cerevisiae) ún. árva enzimjeit. (Azokat az enzimeket nevezik így, amelyekről tudjuk, hogy az élesztőben lejátszódó biokémiai folyamatokat katalizálják, de ismeretlenek az őket kódoló gének.) Adambe betáplálták az élesztők anyagcseréjével és genetikájával kapcsolatos összes rendelkezésre álló ismeretet. Ezután a laboratóriumot fölszerelték a megfelelő élesztőtörzsekkel és a tenyésztéshez szükséges teljes értékű, illetve "minimum" (szintetikus dextróz) tápoldatokkal. Ez utóbbit a robot saját döntése alapján egészíthette ki különféle anyagcseretermékekkel, hogy megállapíthassa, melyik élesztőtörzsekben milyen enzimek (illetve az ezeket kódoló gének) működésképtelenek. A robot az egyes élesztőtörzsek különböző tápoldatban végbemenő növekedését elemezte (optikai denzitométerrel), és ennek alapján vonta le következtetéseit.

Adam 20 hipotézist alkotott és tesztelt azzal kapcsolatosan, hogy mely gének kódolhatják a vizsgált 13 árva enzimet. A hipotézisek közül 12 bizonyult statisztikailag értékelhetőnek. Mivel a robot indirekt módon jutott a kísérleti következtetéseihez, a kutatók közvetlenebb kísérleti módszerekkel ellenőrizték ezeket. Az élesztő anyagcseréjében a lizin bioszintézisében részt vevő enzimet (2-aminoadipát:2-oxoglutarát, 2A2OA) választották ki. Adam hipotézise szerint ezt az enzimet három gén kódolja (YER152C, YJL060W és YGL202W), és kísérleti eredményei ezzel összhangban álltak. A kutatók megtisztították e három gén fehérjetermékét, és az in vitro enzimelemzések megerősítették a robot következtetéseit.

A kutatók hangsúlyozzák, hogy Adam csak prototípus, és a jövőben jelentősen fejleszthető. A kísérletekből azonban egyértelműen kitűnik, hogy érdemes hasonló robotrendszerekkel foglalkozni. Az nem valószínű, hogy Adam és jövőbeni társai egyhamar Nobel-díjas fölfedezéseket tennének, de - különösen a mesterséges intelligencia fejlődésével - sok segítséget nyújthatnak a kutatóknak, és meggyorsíthatják a kutatásokat.

Pataki Béla, a BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszékének docense az [origo]-nak elmondta: "Minden területen, a kutatás területén is nagy probléma, hogy a számítógép számára lefordítsuk az eddigi, ember által összegyűjtött, természetes nyelven dokumentált eredményeket, tudást, a végén pedig visszafordítsuk a számítógép által elért eredményt az emberek számára. Persze ez idővel javulni fog, mert egyre több adat eleve számítógép közreműködésével jön majd létre, de jelenleg ez még sokszor nagyon nehéz. Az angol kutatócsoport a kiválasztott részterületen láthatólag magas szinten megoldotta ezt a feladatot is."

Forrás: Science/AAAS