Page 18 - Chytrý zpravodaj - Velký Týnec 11/2024

18 TÝNECKÉ LISTY ČLÁNKY
PŘÍRODA KOLEM NÁS

Nobelovy ceny 2024 – ve znamení umělé inteligence

Začátkem října proběhlo udílení nej- (Netflix, YouTube, Spotify), hlasové služ- protilátky atd. Jsou proto i důležitou slož- čistého proteinu, ten zkrystalizovat
prestižnějších vědeckých ocenění No- by, rozeznávání obličejů na telefonech kou naší potravy a nejvíce jich najdeme a krystaly podrobit ozařování rentgeno-
í
š
d
a
l
belových cen za rok 2024. Tato událost a řada v mase, vejcích, mléce a mléčných vý- vým zářením, které umožní vytvořit
h
c
je bedlivě sledována a budí zájem o oce- robcích nebo luštěninách. Proteiny jsou elektronový otisk proteinu, ze kterého je
něná témata nejen u odborníků, ale také sestaveny z 20 druhů aminokyselin, kte- následně vypočítána mapa elektrono-
u široké veřejnosti. Protože se naše ru- ré jsou poskládány v přesném pořadí za vých hustot a odvozen atomární model.
brika nebojí ani složitějších témat, tak sebe, někdy i do velmi dlouhých řetězců Díky databázi struktur proteinů vypočí-
si v listopadové Přírodě okolo nás o stovkách až tisících aminokyselin. taných z krystalových modelů a využití
krátce představíme letošní Nobe- Řetězec aminokyselin je pak nutno slo- počítačů začalo být možné alespoň ně-
lovy ceny za „fyziku“ a „chemii“. žit do určité 3D struktury, která umož- které proteinové struktury předpovídat
Obě tyto ceny mají navíc společ- ňuje správnou funkci daného protei- výpočetně, i když často s poměrně vel-
ného jmenovatele, kterým je v po- nu spočívající především v inter- kou dávkou nejistoty. Průlom nastal až
slední době poměrně často sklo- akcích s dalšími proteiny nebo ji- se zapojením umělé inteligence a vytvo-
ňovaný termín „umělá inteligen- nými molekulami. Příkladem jsou řením počítačového modelu Alphafold
ce“ (anglicky Artificial Intelligen- myosiny, proteiny, které se shlukují (2021). Tento model dokázal se zapoje-
ce, označovaný zkratkou AI). do provazců a vytvářejí tak svalová ním umělých neuronových sítí to s čím
Nobelovu cena za fyziku získali vlákna. Určení struktury proteinu se se neúspěšně potýkaly předchozí gene-
americký věděc John J. Hopfield
a britský vědec působící v Kanadě
Geoffrey E. Hinton za „zásadní objevy
a vynálezy, které umožňují strojové uče-
ní s umělými neuronovými sítěmi“.
Zjednodušeně řečeno, tito vědci objevili
metody, které položily základy v dnešní Nobelova cena
době široce využívaných metod strojo- aplikací. V posledních letech se také
vého učení – tedy naučili počítače „mys- objevily velmi pokročilé verze virtuál-
let“. Myšlení uvádíme v uvozovkách, ních asistentů založených na tzv. rozsá-
protože se o pravé myšlení (zatím) ne- hlých jazykových modelech (anglicky
jedná. Nicméně tito vědci stáli u zrodu Large Language Models), které umož-
takzvaných neuronových sítí, kdy si ňují složitou komunikaci, vícevrstvé vy-
počítače ukládají velké množství infor- hledávání nebo poměrně složité logické
mací, které si převádí do komplikova- operace. Jejich nejznámějším příkladem
ných datových struktur, jakýchsi pamě- je ChatGPT společnosti OpenAI, ale
ťových krajin a následně s nimi dále těchto modelů existuje celá řada a jejich
pracují. Jednoduše si to lze představit vývoj jde velmi rychle kupředu. Pokud je
tak, že na základě obrázků psů a koček ještě nepoužíváte, tak vaše děti už ur-
si tato síť vytvoří různé obrazce paměťo- čitě ano, zeptejte se.
vých krajin a statistickou analýzou Pokroky na poli umělé inteligence byly
obrovského množství takovýchto krajin naprosto klíčové pro objevy, které vedly
získá představu o tom jak v řeči pixelů k udělení letošní Nobelovy ceny za che-
vypadá pes a jak kočka. Následně pak mii. Tuto cenu získali biochemik David
bude tato síť kočky a psy schopna nejen Baker z USA a dva počítačoví vědci De-
rozeznávat, ale dokonce vytvářet jejich mis Hassabis a John M. Jumper z labo-
nové obrazy nebo videa. Aniž bychom si ratoří Google DeepMind ve Spojeném
to uvědomovali, tak tyto principy již Království za „počítačový design pro- Rozluštění struktury bílkovin pomocí umělé inteligence
běžně používáme. Na jejich základě teinů“. Proteiny neboli bílkoviny, jsou donedávna provádělo pomocí metody race vědců – s vysokou přesností
fungují internetové vyhledávače, auto- základními stavebními kameny živé
matické překladače textu, sociální sítě přírody a v lidském těle tvoří například rentgenové krystalo-grafie. Jedná se o předpovídat proteinovou strukturu. To
nesmírně složitý a pracný postup.
najednou umožňuje poměrně jednodu-
(např. Facebook, Instagram, X/Twitter), svaly, chrupavky, membrány, enzymy, Nejprve je nutno při-pravit dostatek še analyzovat 3D strukturu víceméně
nabídky ve streamovacích službách
jakéhokoliv proteinu, pro který známe
aminokyselinovou sekvenci. Důsledky
jsou nedozírné. Tyto programy by mohly
pomoci odhalit podstatu některých
nemocí a tím nás přiblížit jejich léčbě,
například návrhem léčiv, která budou
lépe cílit na určitý protein. Dále umožní
návrh zcela nových umělých proteinů,
které se v přírodě nevyskytují a mohou
být využity jako různé biosensory nebo
poslíčci pro cílené doručení léků v me-
dicíně. Kromě zlepšení lidského zdraví
tyto modely pomohou také ve šlechtění
rostlin, potravinářství a řadě dalších
oborů pracujících s biologickým mate-
riálem. Alphafold a podobné modely tak
rychle posouvají hranice lidského po-
znání a biomedicínských aplikací
a umožňují to, co by ještě před pár lety
vypadalo jako science-fiction.
Přišlo to rychleji než jsme čekali, a my
děkujeme Nobelovu výboru za milé při-
pomenutí a AI programu ChatGPT za
přepisy některých anglických textů
do češtiny. Umělá inteligence je tady
a ovlivňuje naše životy více než si při-
pouštíme. Nakonec posíláme gratulace
držitelům cen, přejeme všem mnoho
radosti z vašich osobních objevů a jde-
me zalít kytky, protože to umělá inteli-
gence zatím ještě neumí.
Aleš a Petra Pečinkovi

3x ilustr. foto z internetu
Princip fungování umělé inteligence