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逢AI必获奖真的吗?AI如何助美妆科研踩中诺奖科技?

更新时间:2024-11-07 17:34:21点击:来源:未来迹FBeauty

不少人怀疑,今年的诺奖“偷懒”了。

除了备受关注的诺贝尔生理学或医学奖“MicroRNA”相关研究外,今年诺贝尔化学奖、物理学奖均被AI相关研究拿下:

2024年诺贝尔化学奖授予华盛顿大学的大卫·贝克,以表彰其在蛋白质设计方面的贡献,另一半则共同授予谷歌旗下人工智能公司DeepMind(深度思维)的戴米斯·哈萨比斯和约翰·江珀,针对结合AI(人工智能)模型对蛋白质结构预测领域的研究。

而今年的诺贝尔物理学奖,则被授予约翰·J·霍普菲尔德(John J. Hopfield)和杰弗里·E·辛顿(Geoffrey E. Hinton),以表彰他们“在实现使用人工神经网络进行机器学习”方面的基础性发现和发明。

逢AI必获奖,诺奖看似在躺平式“响应”AI这一时代主题,但并非诺奖评委有意“怠工”,而是恰恰说明AI早已渗透到了最前沿的科研领域,甚至能起到关键革新作用。

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正如此次获奖的DeepMind开发的AlphaFold(阿尔法折叠)大模型,早已在医药和美妆使用的蛋白(肽)类成分的开发中起到关键作用。

但AI在美妆科研端的应用,又何止一个AlphaFold。

在过去,AI在美妆行业的应用大多都在台前。

比如欧莱雅集团用BeautyGenius为消费者测肤并进行个性化推荐,采用CREAITECH生产内容;而雅诗兰黛与微软合作AI innovation Lab主要用于增强消费者与旗下品牌的关联;宝洁早已开始用AI进行消费者行为分析,深度辅助市场决策和供应链管理。

值得一提的还有,作为迪奥、资生堂等397家知名品牌的AI测肤SaaS解决方案供应商,美图宜肤将AI应用到基础研究领域,通过AI对43万名参与者皮肤状态进行研究。该研究利用全景式AI测肤系统美图宜肤识别皱纹发展和严重程度的关键拐点,发现了不同年龄层的衰老“拐点”,将深度学习技术应用于衰老检测,建立皮肤维度测量标准,并探索影响皮肤特征的靶点,并参与制定、发布了《⼈体⽪肤分龄抗衰⽼评价标准表》团体标准。

显然,在美妆科研的大幕后,AI早已开始发光发热,尤其是今年获得诺奖的Deepmind,结结实实地“踩”到了美妆科研的腹地。

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据了解,AlphaFold已预测出约100万个物种的超过2亿种蛋白质结构,几乎涵盖科学界已编录的每一种蛋白质。这意味着,曾因氨基酸排列组合以及折叠方式带来“维数灾难”的蛋白、肽类成分开发,在AI大模型AlphaFold的筛选之下,可以从“大海捞针”变成了“定向预测”。

如果将开发一个肽类成分比作买彩票,AlphaFold大模型类似于将过往所有彩票数字组合(氨基酸组合)和中奖结果(功效)进行统计,并建立一套准确的算法。当科研人员需要某种目标功效(特定中奖结果)时,可以让AlphaFold预测出目标蛋白、肽类分子的结构(新一期的数字组合)。

科研人员不用再一次一次实验测试各种功能蛋白、肽类成分的湿实验模式(买很多彩票),而是先测算出结果(干实验),再通过一次“湿实验”(买一张彩票)验证结果是否达到预期的结果(中奖)。

在抗衰需求推动的肽类成分盛行的当下,AlphaFold将过去难度和成本极高的功能蛋白、肽类成分科研工作,变得成本、时间可控,且准确率更高。

相关资料显示,通过AlphaFold预测的蛋白质结构与科学家之前通过实验揭示的结果几乎一致(约90%)时,《科学》杂志甚至评论,人工智能技术让人类无需实验即可了解蛋白质结构。

据第十四章品牌创始人梅鹤祥介绍,在新药物开发领域,AI的介入可以降低20%的研发成本,提升20%命中率,并缩短20%研发周期。在美妆科研领域,AI大模型的应用可以让环肽一类 “英雄(Hero)成分”的科研至少降低一半开发成本,缩短3-5年的研发周期。

更重要的是,AI技术的介入,正在改变美妆科研的逻辑:过去的科研是通过不断用湿实验试错,从而找到最正确的解决方案。而现在的逻辑已经变先给到想要的结果,让AI预测(干实验),然后用湿实验验证正确性。

可以说,AI作为一种高效的统计学工具,在众多变量组合中高效且准确地找到最好的解决方案,极大降低了科研过程中的试错成本(时间、精力、资源)。

例如过去青蒿素的发现过程中,需要在青蒿提取物里10000多个有效成分不断分离,进行试验的验证,通过10余年的时间,投入大量的人力物力,才找到最终的青蒿素分子,而现在AI技术的应用,可以提升开发效率。

而现在,上海家化在青蒿素成分在美妆成分应用时,采用AI网络药理学技术对从青蒿提取物的153种成分、1080个活性靶点中,找到了64个舒缓相关蛋白,对应88个成分,涉及调控炎症相关的蛋白,加速完成了其在美妆行业应用的科研进程。

事实上,AI大模型的应用,在美妆科研领域的应用模式远不止于肽类成分的开发,梅鹤祥表示,在类似新药开发完整过程的ADMET各不同流程的研究,均已融合相关的人工智能技术。

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而相关的AI工具,可以应用到美妆科研的方方面面。

这门通过计算机科技解决生物技术问题的学科,被统称为计算生物学(Computational Biology,指开发和应用数据分析及理论的方法、数学建模、计算机仿真技术等,用于生物学、行为学和社会群体系统的研究的一门学科)。

近年AI领域的技术大爆发和算力暴涨,以及各种大模型的应用,让计算生物学加速走向科研舞台。其中,基因序列比较、基因表达模式的分析到全基因组关联研究等,蛋白开发都是计算生物学的具体应用。

与此同时,在近年十分热门的合成生物领域,AI与计算信息学、生物信息学在发酵工程中的跨领域运用,也能大大优化发酵前期的菌种筛选、发酵过程的优化放大和发酵产物与护肤功效之间的精准匹配,有效提升了美妆功效成分的开发效率。

可见,AI已经被应用几乎所有最前沿的到美妆科研领域中。而AI能助力美妆科研踩中诺奖科技也就习以为常了。