august 8, 2022

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Robotikk og kunstig intelligens som akseleratorer for fremskritt innen regenerativ medisin |  Helse

Robotikk og kunstig intelligens som akseleratorer for fremskritt innen regenerativ medisin | Helse

De teknologi til tjeneste for helsen. Nok en gang har teknologiske fremskritt resultert i en klar fordel for mennesker; i dette tilfellet i helsespørsmål. en gruppe forskere har utviklet et robotsystem basert på kunstig intelligens for å bestemme på egen hånd hva som er de optimale forholdene for å vokse nye netthinnelag nødvendig i ulike behandlinger rettet mot å gjenopprette synet.

Under det siste eksperimentet, systemet klarte en prøve- og feilprosess som dekket totalt 200 millioner mulige konfigurasjoner og klarte å dramatisk forbedre cellekulturens levedyktighet nødvendig for å utføre regenerativ medisinterapi. En prestasjon som eksemplifiserer hvordan automatisert design og utførelse av vitenskapelige eksperimenter kan øke effektiviteten og hastigheten på forskning innen utallige felt som biologi.

Autonomi, nøkkel i regenerativ medisin

Tradisjonelt krever forskning innen regenerativ medisin en rekke eksperimenter som krever mye tid og arbeid. Spesielt, å lage spesifikt vev fra stamceller – en prosess som kalles indusert celledifferensiering – tar måneder med arbeid, og graden av suksess avhenger av et bredt spekter av variabler. Å finne den optimale typen, dosen og tidspunktet for reagenser, så vel som de optimale fysiske variablene, som celleoverføringstid eller temperatur, er vanskelig og krever en enorm mengde testing.

Derfor, for å gjøre denne prosessen mer effektiv og praktisk, satte et forskerteam ledet av Genki Kanda, fra RIKEN Institute i Japan, ut for å utvikle et autonomt eksperimentelt system som kan bestemme optimale forhold og dyrke funksjonelle retinale pigmentlag fra stamceller. For det retinale pigmentepitelceller ble valgt fordi degenerasjon av disse cellene er en vanlig aldringsrelatert lidelse som gjør at folk ikke kan se. Enda viktigere, transplanterte retinale pigmentepitellag har allerede vist en viss klinisk suksess.

READ  Nordlyset kan være synlig i det vestlige Michigan på onsdag

Bevegelsesautomatisering

For at autonome eksperimenter skal lykkes, må roboten gjentatte ganger utføre den samme serien med presise bevegelser og manipulasjoner; og kunstig intelligens må på sin side kunne vurdere resultatene og formulere neste eksperiment. Det nye systemet oppfyller disse målene takket være en generell humanoid robot kalt Maholo, som er i stand til å utføre biologiske eksperimenter med høy presisjon. Maholo er kontrollert av en programvare kunstig intelligens som bruker en nydesignet optimaliseringsalgoritme for å bestemme hvilke parametere som bør endres, og hvordan de bør endres, for å forbedre differensieringseffektiviteten i neste forsøksrunde.

Det som ville tatt menneskelige forskere mer enn to og et halvt år, tok robotsystemet med kunstig intelligens bare 185 dager. Dette oversatt til gå fra en innledende effektivitet i differensieringsgraden på 50 % til en på 90 % takket være arbeidet med eksperimentering og forbedring laget av roboten.