Исследователи разработали программу ИИ для поиска внеземной жизни в материалах. Этот алгоритм машинного обучения может с точностью до 90% отличить биологические образцы, как современные, так и древние, от образцов неживого происхождения.
Отделение живого от неживого
Умение различать вещества органического происхождения от тех, что образовались без участия живых существ, будет ключевым фактором в поиске жизни вне Земли. Такое разделение крайне сложное, поскольку некоторые химические соединения могут возникнуть как в ходе биологических, так и небиологических процессов. На данный момент надежный метод для этого отсутствует. Но искусственный интеллект может стать нам в этом помощником.
Машинное обучение использует компьютерные методы для обучения вычислений, повышающих их способность выполнять задачи качественнее. Существуют разные типы этих методов. Некоторые из них обучаются на определённом наборе данных и тщательно готовятся к выполнению конкретной задачи.
Исследователи показали, что разработанный инструмент различает биотические и абиотические образцы, определяя субtile различия в молекулярном составе с помощью пиролизного газохроматографического анализа.
Определение состава образца
Этот метод анализа применяется для изучения химического состава различных проб. Космические агентства, такие как NASA, иногда используют его для изучения образцов, взятых с Луны и Марса.
Практически эти образцы подвергают пиролизу: нагревают до высоких температур без доступа кислорода (или в среде с очень малым её содержанием). В итоге термический распад разрушает химические связи в образце, создавая разнообразные продукты пиролиза — газы, летучие соединения и твердые остатки.
Полученную продукцию пиролиза подают в газовый хроматограф. Данный прибор разделяет соединения по их химическим и физическим свойствам при прохождении через колонку, заполненную разделительным материалом. Вышедшие из колонки отделенные соединения обнаруживаются. Полученные данные анализируются для определения состава исходного образца.
Невероятная точность
В рамках этой Учёные обучали ИИ предсказывать происхождение новых образцов с помощью многомерных данных молекулярного анализа 134 известных образцов, содержащих абиотический или биотический углерод.
Инструмент с точностью около 90% мог бы идентифицировать образцы живых существ, такие как зубы, кости, насекомые, листья, человеческие волосы или клетки, сохранившиеся в мелкозернистых породах. Также этот инструмент способен обнаружить остатки древней жизни, измененные геологической переработкой (уголь, нефть, янтарь, окаменелости и т.д.). Удивительно, но новый аналитический метод даже обнаружил биологические признаки, сохранившиеся в некоторых случаях за сотни миллионов лет, несмотря на значительную деградацию и изменения.
Конечно, алгоритму необходимо было уметь отличать элементы неживого происхождения, например, чистые лабораторные химические вещества (такие как аминокислоты) и углеродные метеориты.
Ученые считают, что новый тест можно применить почти немедленно. Эти результаты дают возможность обнаружить форму жизни с иного мира, в иной биосфере, даже если та жизнь окажется существенно иной, чем та, что знакома нам на Земле. — утверждает Роберт Хейзен, астробиолог из Института Карнеги. В таком случае можно будет выяснить, является ли жизнь на Земле и на других планетах общей или разной по происхождению.