Des chercheurs suédois créent un scientifique IA qui conçoit et mène ses propres expériences
Des chercheurs en Suède ont mis au point un scientifique virtuel doté d'intelligence artificielle capable de formuler des hypothèses scientifiques, de concevoir des expériences et d'en interpréter les résultats.
L'équipe a combiné plusieurs grands modèles de langage (LLM), de vastes bases de données et des robots de laboratoire physiques dans un système en boucle fermée capable de couvrir l'ensemble du cycle de la découverte scientifique (source en anglais).
"C'est trop d'informations pour qu'un humain puisse les analyser, mais notre scientifique IA parvient à identifier des questions biologiques prometteuses, à recommander des expériences pour les tester, à évaluer les résultats obtenus et à affiner progressivement sa compréhension à partir de nouvelles preuves", explique Ievgeniia Tiukova, chercheuse à l'université de technologie Chalmers et l'une des autrices de la nouvelle étude consacrée au scientifique virtuel.
Le scientifique IA a analysé une base de données d'environ 60 000 relations phénotypiques, physiologiques et métaboliques concernant S. cerevisiae, une espèce de levure aussi appelée levure de bière ou levure de boulanger. Le système a ensuite formulé près de 2 000 prédictions testables sur la façon dont les nutriments influencent la croissance cellulaire et la résistance au stress.
Le système a ensuite évalué ces hypothèses, choisi les témoins de comparaison et traduit ces idées en instructions détaillées, lisibles par machine, pour les équipements de laboratoire.
Une fois les tests terminés, l'IA a analysé les données, vérifié si les prédictions étaient correctes et mis automatiquement à jour, affinant ou rejetant les hypothèses pour les cycles suivants.
"Plutôt que de servir uniquement d'outil d'aide à la décision, ce scientifique IA produit activement de nouvelles connaissances scientifiques", souligne Tiukova.
Les auteurs estiment que l'avenir de la recherche scientifique repose sur l'automatisation. Les progrès de la robotique, de l'IA et des technologies à haut débit transforment déjà le processus scientifique.
"Les scientifiques IA collaboreront avec les chercheurs humains pour accélérer les découvertes en biologie, en médecine et en biotechnologie", prévoit Ross King, auteur principal de l'étude à l'université de Göteborg.
"De tels systèmes d'IA peuvent réduire le temps nécessaire pour explorer des questions scientifiques complexes et optimiser l'utilisation des ressources de laboratoire", ajoute King.
Les humains restent essentiels
Selon les chercheurs, ces solutions d'IA pourraient réduire les biais humains, accélérer les cycles de recherche et limiter les variations dues aux erreurs humaines, aux protocoles expérimentaux mal documentés, aux conditions environnementales et à d'autres facteurs qui influent sur les résultats et leur reproductibilité.
Les auteurs soulignent cependant que les humains resteront centraux dans la recherche scientifique.
"Les humains resteront essentiels pour fixer les priorités, interpréter les contextes plus larges, élaborer des programmes de recherche et veiller au respect des règles éthiques", rappelle King.
"Les futures générations de laboratoires autonomes seront de plus en plus capables de collaborer avec les humains et deviendront des partenaires précieux dans les efforts pour résoudre les questions les plus difficiles en biologie et en médecine".
À mesure que l'utilisation de l'IA en recherche progresse, les organisations internationales s'emploient à définir son cadre de gouvernance.
L'Organisation mondiale de la santé (OMS) a récemment publié un rapport (source en anglais) contenant des recommandations à l'intention des chercheurs, des comités d'éthique, des régulateurs, des bailleurs de fonds et des responsables politiques "pour contribuer à garantir que la recherche en santé fondée sur l'IA soit menée de manière responsable et au bénéfice de tous".
"L'intelligence artificielle crée des opportunités inédites pour accélérer la recherche en santé et améliorer la vie des populations", estime Meg Doherty, directrice au département Science pour la santé de l'OMS.
"Dans le même temps, l'innovation doit être encadrée par de solides garanties éthiques qui protègent la dignité humaine, les droits et l'équité".