人工智能加速了对COVID-19疗法和疫苗的研究

西北大学(Northwestern University)的研究人员正在使用人工智能(AI)来加快对COVID-19疗法和疫苗的研究。这个人工智能支持的工具可以将资源优先用于最有前途的研究,而忽略那些不太可能产生效益的研究。

在大流行期间,科学研究正以前所未有的速度进行。美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)和美国卫生与公众服务部(U.S. Department of Health and Human Services)宣布了加快临床试验的计划,数百名科学家正在研究可能的治疗方法和疫苗。

我们在球的后面,这能帮助我们赶上。Brian Uzzi
通讯作者

但问题仍然存在:哪种研究最有潜力产生真正的、急需的解决方案?

几十年来,科学界一直在利用美国国防高级研究计划局(DARPA)的公开研究和证据系统信心(Systematizing Confidence in Open Research and Evidence,简称DARPA SCORE)项目预测这些问题的答案。该项目依靠科学专家对提交的研究报告进行审查,并根据这些研究报告被复制的可能性对其进行评级。平均而言,这一过程需要大约314天——在全球大流行期间,这是一个漫长的等待。

研究人员说,在做出这样的预测时,机器模型和人类评分系统一样准确,而且它可以在很短的时间内——几分钟而不是几个月——对大量论文进行评估。

西北大学的Brian Uzzi是这项研究的负责人,他说:“无论是在经济上还是在机会成本方面,标准的过程都太昂贵了。”“首先,进入第二阶段的测试需要很长时间,其次,当专家们花时间审查其他人的工作时,这意味着他们不是在实验室里进行自己的研究。”

Headshot of Brian Uzzi, creator of COVID-19 AI model布莱恩·乌西

Uzzi和他在凯洛格管理学院(Kellogg School of Management)的团队使用了新的人工智能工具,绕过了人类评分方法,让研究团体和决策者能够更快地决定如何优先安排最有可能成功的研究的时间和资金。

Uzzi是这篇题为《利用人类和机器智能评估科学发现的‘深度复制性’》的论文的通讯作者,这篇论文将于5月4日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

凯洛格商学院(Kellogg)领导学理查德l托马斯(Richard L. Thomas)教授、西北复杂系统研究所(Northwestern Institute on Complex Systems)联席主任尤兹(Uzzi)说,“在公共卫生危机期间,我们必须把精力集中在最有前途的研究上。”“这不仅对拯救生命很重要,而且对迅速消除由于缺乏研究而产生的错误信息也很重要。”

西北大学的研究团队开发了一种算法来预测哪些研究结果最有可能被复制。重复是研究结论有效的关键信号,这意味着研究结果可以在新的试验群体中再次产生。

314天左右时间与人类预测模型

5分钟左右的时间与新的人工智能模型

研究人员说,机器模型对可复制性可能性的预测实际上可能比传统的人类评分预测更准确,因为它更多地考虑了研究的叙述,而专家评审员往往侧重于论文中相关统计数据的强度。

“在研究作者如何解释他们的结果方面有很多有价值的信息,”Uzzi说。“他们使用的词汇表明了他们对自己的发现有信心,但普通人很难发现这一点。”

因为该算法检查了成千上万篇论文中的单词,所以它能识别出可能隐藏在人类意识之外的单词选择模式。Uzzi说,它的预测模式要大得多,这使它成为人类评论者的非凡合作伙伴。

研究人员的模型可以立即用于分析与covid相关的研究论文,并快速确定哪些最有希望。

尤兹说:“这个工具在我们不能迅速采取行动的危机情况下特别有用。”“它能给我们一个准确的估计,什么会起作用,什么不会很快起作用。我们在球的后面,这可以帮助我们赶上。”

单独使用时,该模型的精确度可与DARPA的评分方法相媲美。研究人员发现,将这两种方法结合在一起,这种人机结合的方法可以预测哪种结果会比单独使用这两种方法更精确地被复制。

Uzzi说:“这个工具将帮助我们以更高的准确性和效率开展科学事业。”“现在比以往任何时候都更需要研究界进行精益运作,只关注那些真正有希望的研究。”

主题:人工智能,数据科学,凯洛格管理学院,研究

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2020/04/ai-tool-speeds-up-search-for-covid-19-treatments-and-vaccines/

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