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系统生物学中的自动推理:精准医疗的必然需求

计算工程、金融与科学 2024-10-18 v1

摘要

近期的人工智能发展为利用 AI 技术推动(生命)科学的进步提供了新的机遇,从而为跨领域合作寻找协同效应创造了机会。AI 与生命科学的热点新闻主要聚焦于数据驱动的方法,例如通过几乎不依赖专家知识来解决蛋白质折叠问题。与此相反,我们主张必须以形式化方式表征专家知识——无论是为了发展明确的科学理论,还是为了弥补数据不足的缺陷。具体而言,我们认为知识表征(KR)与系统生物学(SysBio)之间存在重要的交叉点,而这一点至今鲜有被注意。结果是,这些相关科学问题已经准备好利用正确的领域知识(SysBio),以恰当的方式编码(SysBio/KR),并结合现代自动推理工具(KR)来回答。领域知识的形式化表征是 SysBio 与 KR 自然的交汇点。在一方面,我们认为,这种跨学科方法将通过将其引入工业级推理工具来推动 SysBio 领域的发展,从而允许解决新的科学问题。在另一方面,我们看到将 KR 方法量身定制于 SysBio 领域的机会已呈现出来,而该领域具有挑战性的特征,例如规模、部分知识、噪声或次符号数据。我们主张,这种提倡的跨学科研究是实现健康科学中长期目标——精准医疗——所必需的。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.13487,
  title  = {Automated Reasoning in Systems Biology: a Necessity for Precision Medicine},
  author = {Pedro Zuidberg Dos Martires and Vincent Derkinderen and Luc De Raedt and Marcus Krantz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.13487},
  year   = {2024}
}