强大的机器科学家从原始数据中提取物理定律

2017 年,Roger Guimerà 和 Marta Sales-Pardo 发现了细胞分裂的原因,该过程推动了生物的生长。但他们无法立即透露他们是如何得知答案的。研究人员自己并没有发现他们数据中的关键模式。相反,他们的一项未发表的发明——他们称之为“机器科学家”的数字助理——将其交给了他们。在写下结果时,吉梅拉回忆说:“我们不能只说我们将它输入算法,这就是答案。没有评论者会接受这一点。”

两人是生活和研究的合作伙伴,他们与加泰罗尼亚生物工程研究所的生物物理学家 Xavier Trepat 合作,他是前同学,以确定哪些因素可能引发细胞分裂。许多生物学家认为,当细胞超过一定大小时,就会发生分裂,但 Trepat 怀疑这个故事还有更多。他的团队专门破译成群细胞在争夺位置时在柔软表面上留下的纳米级印记。 Trepat 的团队已经积累了详尽的数据集,记录了形状、力量和其他十几个细胞特征。但是测试这些属性可能影响细胞分裂的所有方式将花费一生的时间。

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相反,他们与 Guimerà 和 Sales-Pardo 合作,将数据提供给机器科学家。在几分钟内,它返回了一个简洁的方程,该方程预测一个细胞何时分裂的准确度比仅使用细胞大小或任何其他单一特征的方程高 10 倍。根据机器科学家的说法,重要的是大小乘以一个细胞被其邻居挤压的程度——一个具有能量单位的量。

“它能够获得我们没有的东西,”Trepat 说,他和 Guimerà 是加泰罗尼亚研究和高级研究机构 ICREA 的成员。

由于研究人员尚未发表任何有关机器科学家的信息,他们进行了第二次分析以涵盖其踪迹。正如他们后来所写的那样,他们手动测试了数百对变量,“不管它们的物理或生物学意义如何”。通过设计,这恢复了机器科学家的答案,他们在 2018 年的《自然细胞生物学》中报道了这一答案。

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