Umělá inteligence hledá léky místo inteligence lidské

Pokud se za jasného večera zahledíte na noční oblohu, existuje šance, že svým okem spatříte na 4500 hvězd. Jenom naše galaxie však disponuje 100 až 400 miliardami hvězd – a zpovzdálí to celé sledují i miliardy dalších galaxií. Olbřímí rozlehlost vesmíru obvykle slouží jako základ pro spekulace o existenci mimozemských civilizací – i tato dechberoucí škála však bledne ve srovnání s tím, jak komplexní je nejspíše svět molekul. Do jeho útrob se brzy vydá nová strojová inteligence s překvapivou misí.

Největší laboratoř kosmu a umělá inteligence

V roce 2016 zadala farmaceutická společnost Sunovion skupině 10 zaměstnanců úkol vybrat z kolekce stovek chemikálií nejvhodnější kandidáty na nový lék. Nešlo ani tak o součást základního výzkumu léčiv, jako docela odlišného testu. Desatero výzkumníků v laboratoři po několik hodin zápolilo s analýzou látek, než díky svým po léta získávaným zkušenostem odhalilo správné řešení zadání. Jedenáctý klíčový "zaměstnanec" měl však celou práci hotovou za několik sekund – šlo totiž o algoritmus strojové inteligence.

Není to nejspíše poprvé, co slyšíme o tom, že nějaká umělá inteligence překonala ve statistické analýze člověka. Teprve když si však srovnáme potenciální šíři molekulární chemie s rychlostí umělé inteligence, konečně vyplynou fascinující možnosti nové metody. Zapomeňte na to, jak zkratkovitě chemii popisovalo učivo základní nebo i střední školy. Myriády kombinací a variací nejrůznějších chemických prvků, látek a sloučenin se vlastnostmi často mění nejenom dle svého spojení, ale i v závislosti na fyzikálních podmínkách svého okolí.

Řada potenciálně užitečných látek například vzniká jenom v extrémních kosmických oblastech. Třeba nitra plynných obrů jsou nejspíše plná tzv. kovového vodíku, který by nám na Zemi mohl otevřít revoluci v supravodivosti. Kovový vodík je přitom obrovským tlakem přeměněn "napořád" – své vlastnosti by si měl uchovat i v podmínkách na Zemi. Co do fascinujících chemických objevů, které na nás mohou ještě čekat, jde přitom jenom o jeden příklad z mnoha. Počet možných nových chemikálií je odhadován na cifru 10^60 – to je desítka, po níž následuje šedesát nul.

Jde také o několikanásobně vyšší číslo, než kolik známe hvězd v pozorovaném vesmíru.

Artifical intelligence versus chemie

Prozkoumávat potenciální chemické kombinace a zhodnotit jejich užitečnost pro medicínu či průmysl se nyní bude snažit nová strojová inteligence z dílny Willema van Hoorna, chemoinformatika snažícího se metodu posunout vstříc realizaci. Právě jeho AI byla před dvěma lety testována v Sunovionu, a právě on doufá, že tento i navazující algoritmy přinesou revoluci v katalogizaci nových chemikálií. Začíná se zdát, že stejně jako v případě řady jiných oborů, také u chemie může být strojová inteligence tím, co brzy přístupem „in silico“ odemkne lavinu nových zjištění.

Van Hoornova AI totiž rozhodně není jediná svého druhu. Vědci z Lisabonské univerzity podobně zdokonalili algoritmus, který může odhadovat efekt různých látek v rámci tisíců potenciálních kombinací ve sloučeninách během minut. Podobného výsledku dosáhla i studie Harvard University, která zkoušela algoritmus na 250 tisících chemických molekulách, aby nakonec identifikovala potenciální nová léčiva. Praktický test podobného druhu by přitom zabrat léta práce, ne-li déle. Také jiné chytré programy analyzují lékařské obrazy chorob – budou to však nejspíše právě AI kombinující spolu různé látky, co do farmaceutiky přinese novou revoluci.

Existují v zásadě dvě možné aplikace umělé inteligence – jedna spoléhá na identifikaci nových léků v paletě již známých chemikálií, druhá pak navrhuje chemikálie zcela nové kombinací těch stávajících. Investice do obou kategorií prudce rostou a nové společnosti dostávají na vývoj chytrých algoritmů částky v desítkách milionů dolarů. Společnosti jako Excientia nebo GlaxoSmithKline mohou v budoucnosti být novými farmaceutickými korporacemi.

Ne všichni jsou nadšeni

Krom těch, kteří kritizují samotnou podstatu moderní medicíny, existují i skeptici obávající se přešlapů. Umělá inteligence je samozřejmě stále jenom tak chytrá, jak dobrá počáteční kritéria jí zadá člověk. I ve van Hoornově pokusu se tak mezi desítkou lidí našel jeden vědec, jehož analýza byla přesnější než ta z dílny AI, ačkoliv mu zabrala o hodiny více. Ani umělá inteligence nepřevezme celé břímě práce. A svěříme jí své zdraví?

Chemici na dlažbě neskončí – naopak jim při ověřování nejzajímavějších zjištění umělé inteligence přibude lavina nové práce. Její obsah a přínos medicíně si přitom tváří v tvář potenciálním novým látkám teprve matně začínáme představovat.

Text: Ladislav Loukota