生成式人工智慧被用來改進許多行業的流程——從自動化辦公室到創建更好的行銷材料——但它在科學和工程領域可能會產生更大的影響。
當與生物學結合使用時，生成式人工智慧還可以用於減少甚至消除物質生產的工業流程，並大幅降低人類消費的環境成本。
合成生物學的市場價值到2022 年將達到104 億歐元，它有潛力創造出超越我們想像的產品——事實上，麥肯錫全球研究所預測，人類消費的所有物品中有60% 可以透過生物學生產。
我們已經看到許多公司利用合成生物學在材料、化學品、食品、農業和製藥等關鍵產業生產一系列產品。
解決食品和化學品
對於那些不太熱衷於植物性食品替代品的人來說，實驗室種植的食品可能看起來像是未來。
以Perfect Day 這樣的公司為例，該公司利用精密發酵生產生物基牛奶，該公司透過將牛奶蛋白DNA 序列編碼到酵母或真菌等微生物中，生產分子相同的乳蛋白，如酪蛋白或乳清，然後將其與營養物質和糖一起發酵。
與傳統牛奶生產相比，Perfect Days 的牛奶蛋白產生的碳排放量減少了 97%，藍色水減少了 99%。
據該公司稱，如果歐洲消費的牛奶中只有5% 是不含動物成分的，那麼就可以節省相當於66 萬次環遊世界的汽油——各國政府應該採取更重大的舉措，投資於生物基牛奶的生產。
生物基化學品是最近登上新聞頭條的一個例子，美國政府設定了一個目標，在未來 20 年內透過生物製造流程生產至少 30% 的化學品。
到 2021 年，化學工業的排放量將佔全球二氧化碳排放總量的 2% 左右，生物基化學品有可能大幅減少我們對化石燃料的依賴。
Solugen 是該領域頗具影響力的公司之一，該公司將玉米糖漿與基因工程酶混合，以創造通常使用磷酸鹽和石油生產的常見化學品的替代品。
然而，該領域的許多公司一直在努力尋找商業動力。
我們需要在公共和私人領域進行大量投資，以加速生物基化學品的生產。
解決材料
也利用合成生物學來生產和回收材料。以混凝土為例，它對於建造我們的住宅和辦公室至關重要，但其碳足跡龐大，水泥製造佔世界二氧化碳排放總量的 8%。
生物學家現已開發出新型低碳混凝土，其中包括一種利用血液中的酵素吸收二氧化碳的混凝土——當混凝土中形成小裂縫時，酵素與二氧化碳相互作用，模仿混凝土的特性並填充裂縫。
同樣，合成生物學有可能改變水瓶和服裝中常用的塑膠和聚合物等材料的生命週期。
首先，科學家們開發了可以分解飲料瓶中常見的 PET 塑膠的酶，有助於減少廢物對環境的影響。
同樣，我們可以使用酵素生產新型塑料，這意味著我們可以減少對石化產品的依賴。
然而，許多現有的低碳混凝土解決方案都是昂貴的技術，遠未實現商業化，或是只能實現有限減排的低成本替代方案。
目前該領域存在的許多創新技術僅略微超出了概念驗證的範圍。需要大量投資來開發和擴展該技術以實現廣泛應用。
加速研發
從本質上講，合成生物學試圖改變蛋白質 DNA 中編碼的序列，使其發揮其他作用。
研究的傳統本質是基於反覆試驗，這意味著創造有效的產品歷來是極其昂貴且耗時的。在實驗室測試的設計蛋白質中，95% 未能達到其設計規格的情況並不罕見。
這就是生成式人工智慧的用武之地：大型語言模型可以根據 DNA 序列和已知蛋白質的實驗結果進行訓練，這意味著我們可以預測表現出所需特徵的蛋白質的最合適的 DNA 序列。
這使得科學家在設計蛋白質時能夠顯著提高實現設計目標的可能性。
透過利用最新的生物學研究和蛋白質序列分析，產生人工智慧可以使科學家能夠對蛋白質進行“逆向工程”，從而透過比以前的方法更少、更成功的實驗來實現所需的輸出。
該領域的合成生物公司已經在嘗試使用生成人工智慧模型來改進他們的平台。例如，LanzaTech 正在試驗生成式人工智慧，為生產服裝、塑膠、噴射燃料甚至香水的微生物的酵素設計 DNA 序列；而且，零咖啡正在使用人工智慧驅動的口味優化平台來開發「無豆咖啡」。
軟體還有潛力為合成生物學公司提供生成人工智慧模型，以將其實施到自己的流程中。
Cradle 的平台經過濕實驗室產生的數據以及公開數據和客戶數據的訓練，使用戶能夠設計所需的蛋白質功能和特性，從而可以更快、更經濟地創建和擴展基於蛋白質的產品-有效地。
未來是生物學
因此，儘管生成式人工智慧在生物技術中的應用已經是一個巨大的市場——到 2022 年價值將接近 5,000 萬歐元——但與整個合成生物學市場相比，它仍然微不足道。我們需要彌合人工智慧工程師和生物學家之間的鴻溝，以實現對社會產生積極影響的相同目標。
雖然生物學中的生成人工智慧有望產生永續的解決方案，但解決氣候危機需要採取多方面的方法，包括政策變革、技術創新和投資。
不同政府、投資者、大型科技公司和新興新創公司之間必須進行交叉合作，生成式人工智慧才能對氣候危機產生有意義的影響。
Stef van Grieken 是 Cradle 的共同創辦人兼執行長。
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