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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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"Science robot": Denkend und experimentierfreudig |
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| | | Rationalisierung und Automatisierung betreffen nicht nur die Produktion von Autos oder TV-Geräten. Auch die Wissenschaft ist zunehmend von ihnen gekennzeichnet. Britische Forscher haben nun ein Robotersystem entwickelt, das nach eigenen Angaben erstmals dazu in der Lage ist, eigenständig wissenschaftlich zu "denken" und Experimente auszuführen. Billiger als menschliche Kollegen soll es auch sein. |
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Der "robot scientist" stellt selbst Hypothesen auf, experimentiert, analysiert die Daten und vergleicht sie mit den Erwartungen - und kann laut Ross King von der Abteilung für Computerwissenschaft der Universität von Wales in Aberystwyth Schritt für Schritt seine Annahmen verbessern.
Wie "Nature" berichtet, hat er gemeinsam mit seinem Team den Roboter erfolgreich an der Aufgabe getestet, das Erbgut des Hefepilzes Saccharomyces cerevisiae - bekannt auch als Back- oder Bierhefe - zu untersuchen.
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Die Studie ist unter dem Titel "Functional genomic hypothesis generation and experimentation by a robot scientist" in "Nature" (Bd. 427, S. 247, Ausgabe vom 15. Jänner 2004) erschienen. |
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 Original-Abstract in "Nature" |
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Lernfähige Software erkundet Aminosäuren-Synthese
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Der "science robot" sieht noch sehr nach einem Schreibtisch mit Computer aus.
Der Roboter erkundete, wie die Gene des Pilzes die Synthese von Aminosäuren steuern. Gezielt schaltete er einzelne Gene aus und beobachtete dann das Wachstum auf verschiedenen, definierten Nährlösungen.
"Das ist genauso wie wenn man bei einem Auto einen Teil nach dem anderen ausbaut, um zu verstehen, was sie tun", so Ross King blumig. Die einzelnen Arbeitsschritte sind in der Genetik schon lange automatisiert. Nun entwickelte die Forschergruppe um King eine neue, lernfähige Software, die alle Prozesse steuert.
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Interpretation der Ergebnisse ohne menschliches Zutun |
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Kernstücke sind Algorithmen, die aktiv aus Daten lernen. Sie können Hypothesen erarbeiten, logische Verknüpfungen herstellen und entscheiden, mit welchen Experimenten diese am effektivsten zu prüfen sind. Das verfügbare Wissen über das Zusammenwirken zwischen Aminosäuren, Enzymen und Gen-Sequenzen im Hefepilz wurde in die Software eingebaut.
Die Wissenschaftler betonen jedoch, dass die letztlich ausgeführten Experimente und die Interpretation der Ergebnisse durch die Software ohne menschliches Eingreifen geschehen.
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Backhefe
Die Backhefe (Saccharomyces cerevisiae ) hat ungefähr 6.000 Gene, die Funktion von rund 30 Prozent dieser Erbanlagen ist nach Auskunft der Experten noch unbekannt. Nachdem viele davon der menschlichen DNA ähnlich sind, gibt es ein fundamentales Interesse ihre Funktionen zu verstehen. Wie so oft am Horizont der Forschung: neue, bisher noch unbekannte Medikamente für den Menschen. |
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Mehr dazu in www.backhefe.de |
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Wenig überraschend: Roboter sind billiger |
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Tests zeigten, dass die Ergebnisse des "Robot-Wissenschaftlers" mit denen seiner menschlichen Kollegen vergleichbar sind. Zudem verfolgte der Roboter die preiswerteste Experimentierstrategie.
Das nächste Ziel der Wissenschaftler ist es, den Robot-Kollegen komplexere Aufgaben lösen zu lassen - zum Beispiel für die Herstellung neuer Arzneiwirkstoffe. Dadurch soll künftig einmal eine große Zahl von Molekülen billiger als bisher getestet werden können.
Ross King zeigte sich von seiner eigenen Arbeit begeistert: "Der Bedarf an Automatisierung steigt in den Lebenswissenschaften weiter an, und auch wenn wir dem Roboter vergleichsweise einfache Aufgaben gestellt haben, hat er doch bewiesen, Probleme der echten Welt lösen zu können."
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
