人工智能時(shí)代的智能生物制造

夏建業(yè)，田錫煒，劉 娟，莊英萍

(1.華東理工大學(xué)生物反應(yīng)器工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200237；2.武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北武漢430072)

生物制造相較于傳統(tǒng)制造具有綠色、環(huán)境友好等顯著優(yōu)勢(shì)，正成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要方向，被廣泛用于包括生物材料、生物能源、生物肥料、大健康產(chǎn)品、精細(xì)化學(xué)品、食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域[1]，在其應(yīng)用過(guò)程中形成了大量的數(shù)據(jù)，包括組學(xué)數(shù)據(jù)、過(guò)程在線(xiàn)數(shù)據(jù)等，然而由于人類(lèi)對(duì)微生物細(xì)胞調(diào)控規(guī)律以及發(fā)酵過(guò)程規(guī)律認(rèn)識(shí)的局限性，對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析挖掘不充分，極大限制了整個(gè)生物制造產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展。

隨著合成生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展，微生物細(xì)胞生命過(guò)程的組學(xué)數(shù)據(jù)得到大量積累；同時(shí)，過(guò)程檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，也促使生物過(guò)程中的在線(xiàn)數(shù)據(jù)急劇增加。這些數(shù)據(jù)的積累呈爆炸式增長(zhǎng)，為探究微生物細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞生命過(guò)程的調(diào)控規(guī)律、實(shí)現(xiàn)生物過(guò)程的智能化提供了大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)就是價(jià)值，數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含知識(shí)的理念深入人心。我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不生活于大數(shù)據(jù)中，每天用的搜索引擎、購(gòu)物網(wǎng)站，甚至使用的輸入法等都生成大量的數(shù)據(jù)，隨之而來(lái)的基于大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)以及由此產(chǎn)生的人工智能，顯著提高了工作效率。輸入法可以快速識(shí)別并預(yù)測(cè)后續(xù)輸入內(nèi)容，搜索引擎甚至在沒(méi)寫(xiě)全主題詞時(shí)，就已經(jīng)預(yù)測(cè)好搜索內(nèi)容列表以供選擇。由此帶來(lái)的便捷可改善我們的生活，提高我們的效率。……