新華網南京10月28日電(記者陳席元)近日,南京大學等機構聯合舉辦生命科學研討會。會上,該校生命科學學院院長張辰宇教授系統闡釋“人工智能生物學”。

  何為人工智能生物學?張辰宇介紹,該學科是以人工智能為認知框架和研究手段,深度融合生物學、復雜系統科學和信息科學,運用多尺度數據構建形式化模型,以系統揭示生命系統的涌現規律與生物智慧邏輯。

  張辰宇把生命科學研究劃分為三個階段——1.0是博物學時代,側重觀察和描述生命多樣形式;2.0是分子生物學時代,重點在于理解分子和信號通路;而3.0的人工智能生物學時代,將通過人工智能發現生命涌現與生物智慧的規律。

  何為生命涌現和生物智慧?張辰宇表示,生命涌現是指在復雜系統中,多個個體組合形成新的性狀與功能,這些功能在低層級無法預測,是系統非線性的結果;生物智慧則是生命體為適應環境所形成的自然邏輯,連細菌也具備。

  “人工智能生物學不等于人工智能和生物學的簡單相加?!睆埑接罱榻B,人工智能+生物學”只是利用人工智能技術提高工作效率,而人工智能生物學是一種理論創新,旨在提出新的生命規律解釋,研究成果可遷移到人工系統設計、社會系統建模中。

  基因編輯技術、單細胞多組學、冷凍電鏡……過去二十年里,生命科學經歷了多次技術革命?!暗茖W依然存在四大瓶頸,如海量數據的整合處理難度高,還原論視角難以解釋系統整體行為,跨尺度研究割裂,以及理論與實驗之間脫節?!睆埑接钫f,“我們可以看到病變的分子細節,但很難解釋系統性疾病的整體機制?!?/p>

  “對于科學界,這是理論體系的重構。對于公眾,這意味著未來的醫療、食品、環境乃至人工智能,都可能迎來重大改變?!睆埑接钫f。

  他打了個比方,傳統醫學是在治療“樹上的一片病葉”,而人工智能生物學則是在探討“整棵樹為什么會生病”,從而找到根本性干預方法;在糧食安全領域,通過人工智能分析生態系統涌現規律,可以在氣候劇烈變化前預測和優化農作物的種植策略。

  據了解,人工智能生物學的創想早在2018年就已提出,南京也通過校地合作機制,在人工智能生物學科研及成果產業化方面走在前。

  2019年,南京大學與南京市江北新區共同成立人工智能生物醫藥技術研究院。2023年,人工智能生物學分會在中國生物物理學會框架下成立,南京大學也開設了人工智能生物學本科專業,納入國家“強基計劃”,建立完整課程教育體系,截至目前已招生三屆,每屆15人。(完)