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Computación

Un paso hacia la ciencia robótica

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Unos robots capaces de hacer descubrimientos científicos simples podrían transformar el modo en que los nuevos fármacos se ponen a prueba.

  • por Kristina Grifantini | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 07 Abril, 2009

La semana pasada, científicos del Reino Unido anunciaron el desarrollo de un robot capaz de realizar descubrimientos científicos simples por si mismo.

Este sistema robotizado, bautizado como Adán, realiza hipótesis acerca de qué tipo de genes dentro de la levadura crean las enzimas responsables de la catalización de ciertas reacciones bioquímicas. A partir de ese momento lleva a cabo diversos experimentos químicos para comprobar si sus hipótesis son ciertas o no.

Los investigadores han descrito los resultados de los experimentos de Adán en la revista Science. El grupo está en fase de desarrollo de Eva, otro sistema de laboratorio robotizado, que utilizará un método similar para el descubrimiento de nuevos fármacos y debería entrar en funcionamiento este verano.

Según la opinión de los expertos, este tipo de sofisticados sistemas de laboratorio robotizados, en la línea de Adán y Eva, podrían suponer un gran impacto dentro del desarrollo futuro de fármacos y pruebas genómicas. Durante años, una técnica denominada cribado químico ultrarrápido (HTS o high throughput screening, en inglés), ha permitido a las compañías llevar a cabo experimentos de forma rápida y mediante el uso de dispositivos automatizados. Un sistema de HTS puede inyectar cientos de miles de componentes en distintas muestras de forma rápida y precisa. Estos sistemas automatizados pueden hacer en sólo unos días el mismo trabajo que a un grupo de científicos les llevaría mucho más tiempo hacer a mano.

Aún así, los investigadores tienen que evaluar los resultados de los experimentos por si mismos, aunque a veces utilicen programas de software para analizar grandes cantidades de datos. El objetivo de Adán y Eva es incorporar el proceso de evaluación para hacer que las pruebas de laboratorio sean aún más rapidas y eficientes.
 
“Los robots de laboratorio llevan a cabo miles y decenas de miles de pruebas sobre diversos componentes, de forma metódica y en cadena,” señala Ross King, profesor de ciencias informáticas en la Universidad de Aberystwyth y uno de los principales investigadores dentro de los sistemas robóticos inteligentes. “Nuestro objetivo es que estas pruebas se hagan de forma más inteligente.” King afirma que Adán y Eva son los primeros sistemas que combinan una serie de enormes bibliotecas de conocimiento científico junto a técnicas de aprendizaje para máquinas y un sofisticado equipo de hardware de laboratorio.

“Los tipos de experimentos que pueden llevar a cabo los robots son muy simples,” comenta Jim Inglese, vicedirector del Instituto Nacional del Centro de Genómica y Química de la Salud. “No pueden llevar a cabo varios procedimientos al mismo tiempo; tienen que seguir un protocolo muy lineal.” La creación de ayudantes robóticas más inteligentes “puede que sea un aspecto de lo que la nueva era de la robótica aporte a la ciencia,” afirmó. “No podemos tardar 10 años en crear un nuevo fármaco. Tenemos que ser capaces de hacer todas esas cosas más rápidamente.”

Próximamente, Eva se encargará de hacer pruebas con fármacos para la malaria y la esquistosomiasis (una infección provocada por distintos tipos de gusanos parasitarios). Eva llevará a cabo sus pruebas mediante la predicción de cómo las moléculas del fármaco interactuarán con las muestras de laboratorio. El robot tiene a su disposición un amplio banco de datos acerca de compuestos químicos; las técnicas de aprendizaje en máquinas serán utilizadas para enseñarle a Eva qué relación existe entre las distintas formas y la actividad química.

Una vez que Eva haya descubierto una serie de componentes clave—los que generen la actividad o reacción deseada en el laboratorio—el robot “llevará a cabo hipótesis acerca de la importancia de la forma del elemento químico que esté provocando dicha actividad,” señala King. Más tarde, realizará más experimentos basados en esas suposiciones.

Un sistema automatizado como este “definitivamente podría ser útil, puesto que existe una gran cantidad de datos a procesar,” afirma Anthoy Jonson, director general de Empire Genomics, un laboratorio que lleva a cabo pruebas químicas ultrarrápidas. “Si tuviéramos una máquina que pudiera entender el objetivo final de un proyecto de investigación específico y diseñara una serie de experimentos relacionados con dicho proyecto, eso sería estupendo,” señala.

Sin embargo, y puesto que las pruebas con genomas son tan complejas, Johnson cree que un sistema de esas características podría ser más útil para hacer que los procesos de investigación actuales fueran más eficientes, en vez de utilizarse para que hiciera nuevos descubrimientos por si mismo.

En el futuro los dos robots trabajarán juntos: Adán creará cultivos de levadura que Eva utilizará en sus experimentos. “En 10 ó 20 años, creo que los sistemas de este tipo serán bastante habituales en los laboratorios,” afirma King.

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