人工智能驱动的自动化系统可以帮助设计生产番茄红素的生化途径

一项新的概念证明研究详细介绍了一个由人工智能驱动的自动化系统如何设计、构建、测试和学习复杂的生化途径，以有效地生产番茄红素，番茄红素是一种红色色素，通常用作食品着色，为广泛的生物合成应用打开了大门。

这项研究的结果在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发表，该研究将一个名为“伊利诺伊先进生物制造生物铸造厂”的全自动机器人平台与人工智能相结合，以实现生物制造。

生物铸造厂是模仿制造半导体的铸造厂，但是为生物系统而设计的，而不是电气系统。

领导这项研究的伊利诺伊大学化学与生物分子工程教授赵惠敏

然而，由于生物学为化学生产提供了许多途径，研究人员断言，一个由人工智能驱动并能够从数千次实验迭代中进行选择的系统是真正自动化所必需的。

研究人员说，以前的生物铸造工作已经产生了各种各样的产品，如化学物质、燃料、工程细胞和蛋白质，但这些研究并不是以完全自动化的方式进行的。

“过去在生物基金会发展方面的研究主要集中在设计、建造、测试和学习元素中的一个，”赵说。“仍然需要一名研究人员进行数据分析，并计划下一个实验。我们的系统，被称为BioAutomata，关闭了设计、构建、测试和学习循环，并将人类排除在这个过程之外。”

生物自动完成了番茄红素生产途径的两轮全自动化构建和优化，包括番茄红素途径的设计和构建、DNA编码途径转移到宿主细胞中、细胞生长以及番茄红素生产的提取和测量。

“BioAutomata能够将可能构建的番茄红素生产途径的数量从1万多条减少到大约100条，并在几周内创造出一个优化的番茄红素过量生产细胞的数量——大大减少了时间和成本。”赵军说。

赵先生设想，完全自动化的生物基金会是智能制造业未来的一场革命，与自动化对汽车工业的影响并无二致。

他说：“一百年前，人们手工造车。“现在，由于自动化，这一过程要经济得多，效率高得多，我们设想化学品和材料的生物制造也是如此。”

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