Pourquoi l'intelligence artificielle est-elle essentielle à la biotechnologie ?

La biotechnologie utilise des processus biologiques, des organismes, des cellules, des molécules et des systèmes grâce à la technologie moderne pour créer de nouveaux produits qui profitent aux personnes et à la planète. Recherche et développement en laboratoire grâce à la bioinformatique, exploration et extraction de la biomasse grâce au génie biochimique et développement de produits de grande valeur. La biotechnologie opère silencieusement dans divers domaines tels que l’agriculture, la médecine, l’animal, l’industrie et bien d’autres.

La biotechnologie blanche fait référence à une technologie qui utilise des organismes pour fabriquer des produits par des procédés chimiques. Elle est principalement utilisée dans le domaine industriel. Elle peut résoudre la crise énergétique en produisant des biocarburants, comme pour les véhicules ou le chauffage.

Chaque organisation commerciale travaillant dans le domaine de la biotechnologie conserve une énorme quantité de données dans la base de données. Ces données doivent également être filtrées et analysées pour être valides et applicables. Les opérations telles que la fabrication de médicaments, l'analyse chimique, la recherche sur les enzymes et d'autres processus biologiques doivent être soutenues par des outils informatisés pour atteindre des performances et une précision élevées et contribuer à réduire les erreurs manuelles.

L'intelligence artificielle (IA) est l'une des technologies les plus utiles qui aide la biotechnologie à gérer les processus biologiques, la production de médicaments, les chaînes d'approvisionnement et le traitement des données.

Il interagit avec les données obtenues grâce à la littérature scientifique et aux essais de données cliniques. L’IA peut également gérer des ensembles de données d’essais cliniques difficiles à comparer et permettre le criblage et l’analyse virtuels de grandes quantités de données. Ainsi, cela réduit les coûts des essais cliniques et conduit à des découvertes et à des connaissances dans n’importe quel domaine des opérations biotechnologiques.

Des données plus prévisibles facilitent l'établissement des flux de travail et des opérations, améliorent la vitesse des performances et la précision des programmes, et permettent une prise de décision plus efficace. 79 % des personnes interrogées pensent que la technologie de l'intelligence artificielle affectera les processus de travail et qu'elle est cruciale pour la productivité.

Tout cela aboutit à une solution plus rentable. Au cours des trois dernières années, les revenus générés grâce à l’intelligence artificielle ont augmenté d’environ 1 200 milliards de dollars.

Avantages de l'utilisation de l'intelligence artificielle en biotechnologie

L'intelligence artificielle est utilisée dans divers domaines, et bien que les capacités de cette technologie comme la classification des données et la réalisation d'analyses prédictives soient bénéfiques dans tout domaine scientifique, dans le domaine de la santé, l'application est particulièrement remarquable.

Gérer et analyser les données

Les données scientifiques sont en constante expansion et doivent être organisées de manière significative. Le processus est complexe et prend du temps : les scientifiques doivent accomplir des tâches répétitives et ardues qui doivent être accomplies avec une grande concentration.

Les données qu'ils utilisent constituent une partie importante du processus de recherche, et un échec peut entraîner des coûts élevés et des pertes d'énergie. En outre, de nombreux types de recherche ne conduisent pas à des solutions pratiques car elles ne peuvent pas être traduites en langage humain. Les programmes d'intelligence artificielle aident à l'automatisation de la maintenance et de l'analyse des données. La plateforme open source alimentée par l'intelligence artificielle contribue à réduire les tâches répétitives, manuelles et chronophages que les travailleurs de laboratoire doivent effectuer, leur permettant ainsi de se concentrer sur des opérations axées sur l'innovation.

La modification génétique, la composition chimique, les études pharmacologiques et d'autres tâches informatiques clés sont examinées en profondeur pour obtenir des résultats plus fiables en moins de temps. Une maintenance efficace des données est essentielle pour chaque département scientifique. Cependant, l’avantage le plus important de l’IA réside dans sa capacité à organiser et à systématiser les données pour obtenir des résultats prévisibles.

Piloter l'innovation dans le domaine médical

Au cours de la dernière décennie, nous avons été confrontés aux défis liés à la fabrication et à l'application de matières premières dans les produits pharmaceutiques, les produits chimiques industriels, les produits chimiques de qualité alimentaire et d'autres matériaux liés à la biochimie. besoin urgent d’innovation.

L'intelligence artificielle en biotechnologie est essentielle pour faciliter l'innovation tout au long du cycle de vie d'un médicament ou d'un composé ainsi qu'en laboratoire.

Il aide à trouver la bonne combinaison de produits chimiques en calculant les permutations et les combinaisons de différents composés sans avoir besoin de tests manuels en laboratoire. De plus, le cloud computing permet une distribution plus efficace des matières premières utilisées en biotechnologie.

En 2021, le laboratoire de recherche DeepMind a utilisé l'intelligence artificielle pour développer la carte des protéines humaines la plus complète (lire aussi : ​​L'intelligence artificielle dessine une carte des protéines humaines "révolutionnaire"​​). Les protéines accomplissent diverses tâches dans l’organisme humain, depuis la construction de tissus jusqu’à la lutte contre les maladies. Leur structure moléculaire détermine leur objectif, qui peut être répété des milliers de fois : savoir comment les protéines se replient aide à comprendre leur fonction afin que les scientifiques puissent comprendre d'innombrables processus biologiques, tels que le fonctionnement du corps humain, ou créer de nouveaux traitements et médicaments.

Ces plateformes permettent aux scientifiques du monde entier d'accéder aux données sur les découvertes.

Les outils d'intelligence artificielle aident à décoder les données pour révéler les mécanismes de maladies spécifiques dans différentes régions et aident à construire des modèles analytiques qui correspondent à leurs emplacements géographiques. Avant l’utilisation de l’intelligence artificielle, des expériences longues et coûteuses étaient nécessaires pour déterminer la structure d’une protéine. Désormais, grâce à la Protein Data Bank, les scientifiques ont accès gratuitement à quelque 180 000 structures protéiques produites par le programme.

L'apprentissage automatique permet d'établir des diagnostics plus précis, en utilisant des résultats du monde réel pour améliorer les tests de diagnostic. Plus vous effectuez de tests, plus les résultats que vous produisez sont précis.

L'intelligence artificielle est un excellent outil pour améliorer les dossiers de santé électroniques avec des médicaments fondés sur des preuves et des systèmes d'aide à la décision clinique.

L'intelligence artificielle est également largement utilisée dans la manipulation génétique, la radiologie, les traitements médicaux personnalisés, la gestion des médicaments et d'autres domaines. Par exemple, selon les recherches actuelles, l’IA améliore la précision et l’efficacité du dépistage du cancer du sein par rapport aux radiologues du sein standards. De plus, une autre étude affirme que les réseaux neuronaux peuvent détecter le cancer du poumon plus rapidement que les radiologues qualifiés. Une autre application de l’intelligence artificielle est la détection plus précise des maladies grâce aux rayons X, à l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et aux tomodensitogrammes grâce à un logiciel piloté par l’IA.

Réduire le temps de recherche

En raison de la mondialisation, de nouvelles maladies se propagent rapidement dans divers pays. Par exemple, avec la COVID-2019, la biotechnologie doit accélérer la production des médicaments et vaccins nécessaires pour lutter contre ces maladies.

L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique maintiennent le processus de détection des composés appropriés, aident à leur synthèse en laboratoire, aident à analyser la validité des données et les fournissent au marché. L'application de l'intelligence artificielle dans le domaine de la biotechnologie a réduit le délai de mise en œuvre opérationnelle de 5 à 10 ans à 2 à 3 ans.

Améliorer les rendements agricoles

La biotechnologie est la clé pour obtenir de plus grandes récoltes à partir de cultures génétiquement modifiées. Les technologies basées sur l’IA deviennent de plus en plus utiles pour étudier les caractéristiques des cultures, comparer la qualité et prédire les rendements réels. La biotechnologie agricole utilise également des robots (une branche de l’intelligence artificielle) pour effectuer la fabrication, la collecte et d’autres tâches critiques.

L'intelligence artificielle aide à planifier les futurs schémas de circulation des matières en combinant des données telles que les prévisions météorologiques, les caractéristiques agricoles, la disponibilité des semences, du compost et des produits chimiques.

L'intelligence artificielle dans la biotechnologie industrielle

L'IoT et l'intelligence artificielle sont largement utilisés dans la production de véhicules, de carburants, de fibres et de produits chimiques. L'intelligence artificielle analyse les données collectées par l'Internet des objets et les convertit en données précieuses en prédisant les résultats, qui peuvent être utilisées pour améliorer les processus de production et la qualité des produits.

Les simulations informatiques et l'intelligence artificielle suggèrent la conception moléculaire prévue. Les souches sont générées grâce à la robotique et à l’apprentissage automatique pour tester la précision du développement des molécules souhaitées.

Bien que ce ne soit que le début de l'application de l'intelligence artificielle dans le domaine de la biotechnologie, de nombreuses améliorations peuvent déjà être apportées à divers domaines. En outre, le développement continu des logiciels d’IA en biotechnologie démontre qu’ils peuvent être utilisés dans plusieurs processus, opérations et tactiques pour obtenir un avantage concurrentiel.

Non seulement il stimule l'innovation, mais il s'agit d'un outil précieux qui permet des tests et des prédictions plus précis des résultats en laboratoire sans la performance réelle de l'expérience, réduisant ainsi les coûts. En plus de déterminer les besoins humains futurs en matière de soins de santé et d’agriculture, d’anticiper les pertes potentielles et de faire des projections pour les entreprises, ils devraient orienter les ressources vers une production et un approvisionnement plus efficaces.

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