June 24, 2024

將研發過程從 2 年縮短到 1 週!Atinary 要做科學家的「時光機」 -專訪 Atinary 共同創辦人 Hermann Tribukait

「一個醉漢搖搖晃晃地走出酒吧,在路燈下蹲著找東西。
他的朋友們看到後走過來問:『你在找什麼?』
醉漢說:『我在找我的車鑰匙。』
朋友問:『你在哪裡丟掉的?』
醉漢指著反方向黑暗的一角說:「應該在那邊吧。』
朋友驚訝地道:『那你怎麼在這裡找?』
醉漢瞇著眼,理直氣壯地回答:『因為這裡有燈,我只看得見這裡,所以當然在這邊找!』」

由人類偏見主導的實驗,將被 AI 顛覆

「這是我很愛跟大家說的一個笑話,」AI 新創 Atinary 共同創辦人暨執行長 Hermann Tribukait 一坐下來,就用生動的比喻,道出許多產業當前在研發新材料時面臨的困境。「這個意思是說,在尋找新材料時,不管是新的催化劑或新藥,人們常常被偏見或是有限的知識主導,只在自己熟悉的地方尋找答案,卻不知道根本找錯了方向,忽略了其他的可能性。

化學是現代化的根本,也是許多產業的基礎。而在化學反應中,能夠加快反應過程的關鍵為「催化劑」。簡單來說,催化劑扮演的角色就像「月老」,將科學家希望發生反應的成分送作堆,打破原本的化學鍵,形成新的化合物。

「催化作用」(catalysis) 為經濟帶來的助益龐大,貢獻了全球 GDP 的 35%,全世界更有九成工業規模的化學反應,需要催化劑。如果沒有催化劑,許多日用品,包括藥物、化學肥料、塑膠、石油、香料、食品、塑膠等都將無法生產。

而不斷地開發新世代的催化劑,是現代化持續向前的動力,如果沒有新的催化劑推陳出新,產業與科技的發展也將停滯不前。

然而,研發新材料與新催化劑的過程,往往曠日費時,且所費高昂。以新藥研發為例,每項新藥從藥物探索、實驗室研究、臨床試驗、FDA審查到最終上市,需耗時 8~10 年。以成本來看,研發一款新藥基本要砸超過 20 億美元。更令人沮喪的是,成功率非常低,僅不到 5%。

「令我驚訝的是,時日今日,多數新材料的研發 (R&D) 都是人力驅動。」,Tribukait 說明,多數企業研發部門與大學的實驗室都還沒導入 AI,甚至仍以 Excel 、紙本紀錄數據。

然而,研發新的材料是一場極為複雜的排列組合,擁有的變數越多、組合的數量就越大,科學家單憑人力,要在數百萬、甚至數十億種可能的組合中找到最優的解答,過程堪比大海撈針。也難怪耗時、耗錢,又效率極低了。

這正是 Atinary 想要解決的痛點。”Atinary” 取自西班牙文,意思是「命中標的」(hit the target)。Tribukait 說,「我們打造的,是一款機器學習的無代碼(no-code)平台,讓新材料的研發時間大幅縮短、效率更高,幫助科學家省下時間、命中靶心。

化學家與電腦科學家激盪出的新創,創業第一個月就拿到天使投資

Atinary 是由一群化學家打造的新創公司。Hermann Tribukait 是哈佛大學的經濟學博士,過去在投資銀行、能源產業累積了堅實的人脈;另一名共同創辦人 Loïc Roch,則是瑞士蘇黎世大學、中國天津大學的量子化學博士, 並在哈佛大學進行化學與人工智慧的博士後研究。Loïc Roch 在國際頂尖期刊上發表了 50 多篇學術論文,是量子化學、AI 領域的思想領袖。

2017 年,兩人在一場國際會議上相識後一拍即合,一致認為人工智慧將為新材料研發帶來革命性的翻轉。2019 年,Hermann Tribukait 與 Loïc Roch 攜手創業,並在公司成立的第一個月,就獲得了第一筆天使資金。

隨後,Loïc Roch 自行開發了一套機器學習平台,這是一個在雲端上的無代碼 AI 平台,科學家不需要會編寫程式,只要經過 2 小時的培訓,點擊按鈕就能開始部署機器學習模型,加快尋找新材料的流程。

Atinary 的共同創辦人 Hermann Tribukait 博士(右)和 Loïc Roch 博士(左)自 2017 年起攜手,盼透過 AI 結合機器人技術,為新材料發現帶來革命性突破。(圖片來源:Atinary)

近兩年來,No-Code / Low-Code 平台越來越流行,使用者就算不懂寫程式也能輕鬆使用。全球技術研究公司 ISG Information Services Group 報告指出,全球 No-Code / Low-Code 開發平台的產業規模已接近 150 億美元,預計未來五年內將翻 4 倍。

「人的一生日子很短,只有相當有限的時間去學科學、化學,若要研發出好的產品,可能還要再學電腦科學。」,但是透過無代碼平台,科學家不需要會編碼,只要連接網路、定義實驗,就可以解鎖傳統方法無法處理的複雜實驗,找到最優解答。

「人類大腦無法處理實驗中極龐大又複雜的變數,需要靠 AI 的力量,這也是為什麼無代碼平台對於科學創新至關重要」,Tribukait 說。

Atinary 的 SDLabs 具有雲端運算、AI/ML、機器人技術、數據分析等創新特色。
(圖片來源:心元資本)

Atinary 的「自駕實驗室」是什麼?想像你在烤蛋糕…

想像一下,如果你是個烘焙新手,從來沒烤過蛋糕:不知道哪種配方最好、該用什麼溫度、先放哪些材料。你決定直接開始,希望能誤打誤撞做出美味蛋糕。但你很快發現這樣做既浪費食材又耗時間。

這時,來了一個聰明的助手,給你新的建議。你按照助手的新食譜做了第二個蛋糕,比第一個好吃,但還不是最滿意的。於是助手根據第二個蛋糕再提出改進建議。

每次的調整,助手變得更聰明,你也省下猜測的時間,最終合作做出了完美的蛋糕。

Atinary 的 SDLabs 最適合給:想透過機器學習來發現新材料、新分子、推動流程優化、加速研發的科學家。(圖片來源:心元資本)

「Atinary 的 SDLabs 也是這樣運作的」,Tribukait 進一步解釋,SDLabs 使用的是「貝葉斯主動學習」(Bayesian Active Learning),這是一種結合貝葉斯統計和主動學習的框架,可以適應多種不同的算法。科學家經過 2 小時的入門培訓後,即可在現有的工作程序中部署機器學習。

SDLabs 會帶領實驗方向,並根據多個目標進行優化、分析數據並做出實驗決策。更重要的是,SDLabs 能夠探索非常規和未開發的研究方向,除了提高生產力以外,也加速了新材料和分子的發現,同時大幅減少原材料的使用和成本,最終發現新的知識和技術,優化實驗過程,加快產品上市速度。

從疫情期間起步,Atinary 從 0 開始開發出 SDLabs 平台與專屬的演算法,使 AI 能夠在任何研發實驗室中無縫部署。Atinary 的堅強團隊是其優勢之一,從疫情期間出發,5 年時間內,Atinary已擴展至 16 名員工,涵蓋 AI&ML 工程師、化學家、生物化學家、分子生物學家、物理學家、軟體工程師、DevOps 工程師和數據科學家等多個領域的專業人才。此外,Atinary 背後也有強大的諮詢委員會,成員的背景則來自超級運算、AI & ML、電腦科學、化學領域的頂尖專家,以及連續創業家與產業領袖。

SDLabs 採用 SaaS 模式銷售,首先瞄準製藥、生物科技、材料科學等產業,且已經優化了 10 萬個實驗;Atinary 已與不少知名夥伴攜手,包括日本最大的製藥公司武田製藥 (Takeda)、麻省理工學院 (MIT)、IBM Research 等。一名 MIT 軟材料實驗室的教授則表示,在 SDLabs 的幫助下,原本要 2 年時間完成的任務,竟然在一星期內即完成。

加快研發進程,SDLabs 要做科學家的時光機

SDLabs 就像是自駕車上的AI,幫助駕駛找路、看路、判斷方向。不過 Tribukait 強調,「我們並沒有要取代駕駛,科學家仍然掌控方向盤,只是將原本需要人力執行的數據處理交由算法與機器人完成。」

除了加速材料研發的腳步以外,驅動兩位創辦人的更大動力,是他們對大自然的熱愛。Tribukait感性說道,「我與 Roch 都是自然的愛好者,我喜歡大海、他喜歡山林。」,然而在研發新材料與新催化劑的過程,有害化學物質、廢棄物的釋放都將帶來極大危害,Atinary 希望,SDLabs 能像「時光機」一樣,不只加快研發進程,同時也減輕對地球帶來的負擔。

「回到前面找鑰匙的笑話,透過 Atinary 的無代碼機器學習平台,科學家將不再需要在漆黑的地方摸索,讓 AI 來帶領實驗方向,而是發現從沒想過的新可能。」,Tribukait說,「我們相信,人工智慧將為各行各業的研發帶來革命性的顛覆與改變。」

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