Un pas vers la robotique scientifique

La semaine dernière, des scientifiques britanniques ont annoncé qu'ils avaient développé un robot capable de faire des découvertes scientifiques simples par lui-même.

Assistant de laboratoire: Ross King, informaticien à l'Université d'Aberystwyth, est l'un des principaux chercheurs d'Adam et Eve.

Le système robotique, baptisé Adam, émet des hypothèses sur les gènes de la levure qui codent pour les enzymes responsables de la catalyse de certaines réactions biochimiques. Il réalise ensuite des expériences destinées à prouver que ses hypothèses sont vraies ou fausses.

Les chercheurs ont décrit les résultats des expériences d'Adam dans le journal La science . Le groupe développe Eve, un autre système de laboratoire robotique, qui utilisera une approche similaire pour la découverte de médicaments et devrait fonctionner cet été.

Selon les experts, des systèmes de laboratoire robotiques sophistiqués tels qu'Adam et Eve pourraient avoir un impact important sur les futurs tests de médicaments et de génomique. Pendant des années, une technique appelée criblage à haut débit (HTS) a permis aux entreprises d'effectuer rapidement des expériences à l'aide d'appareils automatisés. Un système HTS peut injecter rapidement et précisément des centaines de milliers de composés dans des échantillons. Ces systèmes automatisés peuvent faire en quelques jours ce qu'une équipe de scientifiques aurait besoin de beaucoup plus de temps pour terminer à la main.

Mais les chercheurs doivent toujours évaluer eux-mêmes les résultats des expériences, même s'ils utilisent souvent des logiciels pour analyser d'énormes quantités de données. Adam et Eve visent à intégrer les processus d'évaluation pour rendre les tests de laboratoire encore plus rapides et plus efficaces.

La robotique de laboratoire teste des milliers et des dizaines de milliers de composés de manière brutale, selon Roi Ross , professeur d'informatique à l'Université d'Aberystwyth et chercheur principal sur les systèmes robotiques intelligents. Notre idée est d'essayer de le faire d'une manière plus intelligente. King dit qu'Adam et Eve sont les premiers systèmes à combiner de grandes bibliothèques de données scientifiques avec des techniques d'apprentissage automatique et du matériel de laboratoire sophistiqué.

Les types d'expériences que les robots peuvent réaliser sont très simples, dit Jim anglais , le directeur adjoint du Centre de génomique chimique de l'Institut national de la santé. Ils ne peuvent pas faire plusieurs étapes ; ils doivent avoir un protocole très simple. Des assistants robotiques plus intelligents pourraient faire partie de ce qui va amener la nouvelle ère de la robotique dans la science, dit-il. On ne peut plus mettre 10 ans pour développer un médicament. Nous devons être capables de faire tout cela plus rapidement.

Eve testera éventuellement des médicaments pour traiter le paludisme et la schistosomiase (une infection causée par plusieurs types de vers parasites). Eve le fera en prédisant comment les molécules médicamenteuses devraient interagir avec les échantillons de laboratoire. Le robot dispose d'une grande banque de données sur les composés chimiques ; l'apprentissage automatique sera utilisé pour lui apprendre comment différentes formes sont liées à l'activité chimique.

Une fois qu'Eve aura découvert quelques composés clés, ceux qui génèrent une activité ou des réactions souhaitées en laboratoire, elle formulera des hypothèses sur ce qui pourrait être important dans la forme du produit chimique à l'origine de l'activité, explique King. Ensuite, il effectuera d'autres expériences basées sur ces hypothèses.

Un tel système automatisé pourrait certainement être utile, car il y a tellement de données là-bas, déclare Anthony Johnson, PDG de Empire Genomics , un laboratoire de service qui effectue des tests à haut débit. Si vous aviez une machine capable de comprendre l'objectif final d'un projet de recherche donné et de concevoir une série d'expériences, ce serait formidable, dit-il.

Cependant, parce que les tests génomiques sont si complexes, Johnson pense qu'un tel système pourrait s'avérer plus utile comme moyen de rendre la recherche actuelle plus efficace, plutôt que comme moyen de faire de nouvelles découvertes par lui-même.

A terme, les deux robots travailleront ensemble : Adam créera des cultures de levures qu'Eve utilisera dans ses expériences. Dans 10 à 20 ans, je pense que de tels systèmes seraient relativement courants dans les laboratoires, dit King.

cacher