中国の研究所がAIとロボットで生命科学の実験自動化、安全性・倫理的なリスク波紋

生命科学実験を完遂するオートDNAの仕組みと到達点

　中国の上海交通大学をはじめとする研究チームは、生命科学分野における一連の実験工程を人工知能とロボティクスによって自動化する統合プラットフォームを開発した。オートDNAと名付けられたこのシステムに関する研究成果は英科学誌ネイチャーに掲載され、研究機関やビジネス界から大きな注目を集めている。

　これまで化学や材料科学の分野ではロボットを活用した自動化が進展していたものの、生命科学の実験は扱う機器の種類が多岐にわたり、操作手順も極めて複雑であるため、無人化は困難とされてきた。今回発表されたオートDNAは、人間が自然な文章で実験の目的や条件を入力するだけで、システム全体を統括するAIが自律的に動き出す仕組みを備えている。

　具体的には、調整役となる中核のAIが、学術文献の調査、試薬、機器操作など、それぞれ異なる役割を持つ複数のAIと情報交換を行う。そこから実験の手順を立案し、ロボットアームをはじめとする20種類以上の実験機器に指示を送信する。実験終了後には結果の解析までを自動で完了させる。

　チームはシステムの性能を検証するため、創薬や農作物の品種改良などに不可欠なDNAの人工合成など4種類の実験を実施した。AIが複数の工程を並行して進めることで、工程を順に実施する場合と比較して所要時間を3割に短縮することに成功した。実験の成功率についても熟練した研究者と同等の水準を達成している。

　別の遺伝子検査の実験では、人間が事前に指示を与えていないにもかかわらず、試料の蒸発を防ごうとAIが自ら判断し、反応容器のふたを閉める手順を追加する自律性も確認された。4種類の実験のうち、AIは最長で約203時間にわたり、1万1382段階もの作業を実施した。

　ただし、現段階では完全な無人化に至っているわけではない。途中で廃棄物の定期的な処分や試薬の補充といった作業を人間が行う必要があった。さらに装置のエラーが14回発生し、そのうち6回は人間の手を借りて復旧した。完全自動化に向けては課題が残っている。

　研究チームは論文の中で、専門家でなくても実験しやすくなり、AI主導の科学的なイノベーションが促進される可能性があるとして、「AI科学者」に向けた重要な一歩だと意義を強調している。しかし、実験のハードルが下がることは、新たなリスクの扉を開くことにもつながる。