重點提要
■有些科學問題太過複雜,若要設計並進行實驗來找出答案,需要科學家投入極多時間。
■機器人科學家可以填補這項人力空缺。雛形機「亞當」會擬定「酵母菌基因與其功能」的假說,設計檢驗假說的實驗,並進行實驗。
■亞當運用人工智慧、推理及機器設備,發現了酵母菌用以編譯特定?的三個基因,是人類科學家尚未找到的基因。
■批評者認為亞當不能算科學家,因為它需要人類提供輸入和偶爾介入。但人類與機器人科學家合作,就能比任何一方單獨工作獲得更多的成果。
科學研究也能自動化嗎?我不是指自動化實驗,而是能夠探索科學新知的「機器人科學家」,可能嗎?我們就花了10年研發出一部。我們的主要動力有二。第一,是為了更了解科學。正如知名物理學家費曼(Richard Feynman)所言:「我無法創造的東西,就是我不了解的東西。」要打造機器人科學家,我們就必須考量抽象與實體對象間的關係、實驗與理論間的關係、各種擬定假說的方法,然後做出具體的工程決策。
第二個動機是現實面的:機器人科學家能提升研究生產力和成本效益。有些科學問題太複雜,需要大量研究,科學家人力不足,自動化是最佳解決方案。
科學界的電腦科技一直在進步,例如DNA定序和藥物篩檢等,都已做到「高產能」實驗室自動化;較不為人知的是,電腦也用在自動化資料分析,以及研擬初期的科學假說,例如在化學界,機器學習程式已用來協助設計藥物。機器人科學家的目標是結合這些技術,讓整個科學流程自動化:擬定假說、設計及進行實驗來檢驗假說、解讀結果,再重複上述流程直到發現新知識。
當然,終極問題是,我們真的能設計出機器人科學家,來實際完成整個流程嗎?我們實驗室設計出了兩部,世界各地也另有幾部機器人,它們的能耐給了我們肯定的答案。
【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2011年第111期5月號】