Top 10 Agentische KI-Durchbrüche in Wissenschaft und Forschung

Durchbrüche in Wissenschaft und Technologie verändern unsere Welt ständig, und die agentenbasierte KI ist eine davon. Agentenbasierte KI bezieht sich auf Systeme, die selbstständig beobachten, denken, handeln und lernen können. Diese Werkzeuge haben die Tür zu zahllosen Innovationen in vielen verschiedenen Branchen geöffnet, aber einige der wirkungsvollsten Anwendungen der Agentic AI finden sich in der Wissenschaft.

Die Bereiche Wissenschaft und Forschung sind in einer einzigartigen Position, um von Agentic AI zu profitieren. Von der Beschleunigung der Arzneimittelentdeckung über die Entschlüsselung des menschlichen Genoms bis hin zu Innovationen in der Materialwissenschaft: Agentenbasierte KI in der Forschung für die Wissenschaft hat Auswirkungen auf die reale Welt. Diese Entdeckungen haben einen unglaublichen Nutzen für die Menschheit als Ganzes. Werfen wir einen Blick auf einige der wichtigsten Durchbrüche der Agentenbasierten KI, die derzeit erzielt werden.

#1: Beschleunigung der Medikamentenentwicklung

Mit Hilfe von KI-Tools können Pharmaunternehmen jetzt schneller und kostengünstiger neue Medikamente entdecken und entwickeln, wie Forbes und andere Quellen berichten. Agentenbasierte KI-Tools können Wirkstoffreaktionen identifizieren und simulieren und die Potenz und Wirksamkeit neuer Medikamente schneller untersuchen als menschliche Forscher. Angesichts der Tatsache, dass nur 10 % der neuen Arzneimitteltherapien in klinischen Versuchen erfolgreich sind, ist jede Lösung, die diesen Prozess effizienter macht, ein großer Segen für die Menschheit.

Beispiel: Das Pharmaunternehmen Insilico Medicine hat die autonome Entdeckung von Medikamentenkandidaten vorangetrieben. Während die Medikamentenentwicklung normalerweise zwischen 2,5 und 4 Jahren dauert, konnte Insilico durch den Einsatz von KI diese Zeitspanne auf nur 12 bis 18 Monate verkürzen.

#2: Automatisierung von Hypothesentests

Agentenbasierte KI verändert viele Branchen, aber Wissenschaft und Forschung haben vielleicht die größten Auswirkungen. Agentenbasierte KI-Systeme können jetzt Hypothesen entwickeln und testen, ohne dass der Mensch dazu aufgefordert wird. Dies beschleunigt die Geschwindigkeit neuer Entdeckungen und erleichtert die Gewinnung von Erkenntnissen aus wichtigen Experimenten in den Bereichen Gesundheit, menschliches Genom und mehr.

Beispiel: In letzter Zeit haben autonome Labore wie RoboRXN von IBM oder der „automated scientist“ des MIT (auch bekannt als MAIA) einen Aufschwung erlebt. Der KI-Agent des MIT kann Fragen von menschlichen Nutzern beantworten, Experimente durchführen und die Analyse eingrenzen, bis er eine umfassende Lösung anbieten kann.

#3: Das menschliche Erbgut schneller entschlüsseln

Die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts ist seit langem ein vorrangiges Ziel von Wissenschaftlern, und mit Agentenbasierter KI wird dieser Prozess viel schneller und genauer. Jetzt werden autonome KI-Agenten bei der genetischen Sequenzierung und Analyse eingesetzt.

Ein besseres Verständnis des menschlichen Genoms durch Agentenbasierte KI in Forschungsanwendungen ist wichtig für medizinische Durchbrüche, personalisierte Medizin, das Verständnis von Biologie und Evolution und sogar für die Früherkennung und Prävention von Krankheiten sowie für bessere Behandlungsmöglichkeiten.

Beispiel: DeepMind hat mit seinem AlphaFold-Algorithmus zur Vorhersage der Proteinfaltung ein uraltes Problem für Genetiker gelöst. DeepMind setzt KI-Tools ein, um die 3D-Struktur eines Proteins auf der Grundlage seiner Aminosäuresequenzen vorherzusagen. Noch besser ist, dass DeepMind diese Erkenntnisse in einer Open-Source-Datenbank zur Verfügung stellt, so dass Wissenschaftler auf der ganzen Welt von diesem Wissensschatz profitieren können.

Chromosomen im menschlichen Erbgut (Grafik viaBritannica)

#4: Weltraumforschung und Astrophysik

Agentenbasierte KI hat auch die Datenerfassung und -erforschung im Weltraum revolutioniert. Im Gegensatz zu früheren Formen der künstlichen Intelligenz bietet die autonome KI das Potenzial, in Umgebungen zu operieren, in denen eine menschliche Präsenz praktisch unmöglich ist. Bei Weltraummissionen geht es oft um die Navigation in abgelegenen Umgebungen mit unbekannten Gefahren und Herausforderungen. Mit der Agentenbasierten KI können Raumfahrzeuge so ausgerüstet werden, dass sie allein zu Missionen aufbrechen und die Risiken für Menschenleben minimieren. 

Beispiel: Die NASA hat in agentenbasierte KI-Tools investiert, um die autonome Navigation von Raumfahrzeugen und die Erkennung von Anomalien zu unterstützen. Ein Beispiel ist die Parker-Sonnensonde, die sich zu nahe an der Sonne bewegt, als dass Menschen an Bord sein könnten. Die Sonde ist mit KI-Systemen ausgestattet, die operative Aufgaben wie die Einstellung des Hitzeschilds der Sonde und die Einhaltung des optimalen Abstands zur Sonne übernehmen.

Parker Solar Probe (Grafik viaJohns Hopkins University Applied Physics Laboratory)

#5: Klimamodellierung und Umweltwissenschaft

Da die Probleme des Klimawandels immer drängender werden, kann agentenbasierte KI in der Wissenschaft helfen, diese Situation zu verstehen und zu bewältigen. Agentenbasierte KI-Werkzeuge können sich entwickelnde Klimasimulationen erstellen, die Forschern helfen, zukünftige Klimaprobleme vorherzusagen und Lösungen zu erarbeiten.

Beispiel: Viele Organisationen setzen KI-Agenten ein, um an klimabezogenen Aufgaben wie der Überwachung von Extremwetterlagen und der Modellierung von Kohlenstoffkreisläufen zu arbeiten. Darüber hinaus können gemeinnützige Organisationen, die sich mit dem Klimawandel befassen, durch den Einsatz von agentenbasierten KI-Agenten die Effizienz steigern und die Kosten in allen Bereichen senken.

#6: Materialwissenschaftliche Innovation

Die Materialwissenschaft ist ein einzigartiges Fachgebiet, das sich mit der Erforschung der grundlegenden Natur von Materialien und ihren Eigenschaften befasst und Prinzipien aus der Chemie, der Physik und dem Ingenieurwesen kombiniert. Dazu gehört auch die Frage, wie Materialien verarbeitet werden und wie man neue Materialien herstellen oder bestehende verbessern kann. KI-gestützte Simulationen können dabei helfen, neue Materialien schneller und kostengünstiger zu entdecken.

Beispiel: Eine Anwendung der Agentenbasierten KI in der Forschung zur Materialentwicklung bezieht sich auf die Entwicklung nachhaltigerer Batterien, um mit der EV-Revolution Schritt zu halten. IBM berichtet, dass agentenbasierte KI dabei helfen kann, die optimale Chemie, Form und Beschaffenheit von Batterien für Elektrofahrzeuge zu bestimmen, die sicherer und langlebiger sind.

#7: Selbstfahrende experimentelle Labore

Selbstfahrende Labore oder SDLs sind im Wesentlichen Labore, in denen KI rund um die Uhr Experimente plant und durchführt. Dieser iterative Prozess trägt dazu bei, das Tempo der Forschung und der wissenschaftlichen Entdeckungen sowohl in der angewandten als auch in der Grundlagenforschung zu beschleunigen.

Beispiel: An der Universität Liverpool gibt es KI-gesteuerte Roboter, die in den Labors des Campus als mobile „Chemiker“ fungieren. Sie können Reaktionen durchführen und Produkte analysieren, genau wie menschliche Chemiker es tun würden. Sie können auch datengestützte Entscheidungen treffen, kontinuierlich arbeiten und sich sicher neben menschlichen Forschern im Labor bewegen.

Selbstfahrendes Labor ( Grafik via Nature)

#8: Wissenschaftliche Literaturanalyse in Echtzeit

Praktisch alle agentenbasierten KI-Durchbrüche sparen Zeit, aber dieser ist besonders bemerkenswert für alle Forscher. Agentenbasierte KI können bei der zeitaufwändigen Literaturanalyse helfen, um Tausende von Forschungsarbeiten zu scannen und zusammenzufassen und Erkenntnisse zu gewinnen. Dies hilft den Wissenschaftlern, die gesuchten Erkenntnisse zu finden, und erleichtert die Ermittlung von Lücken und Stellen, an denen neue Forschung erforderlich ist. 

Beispiel: Ein Programm, Semantic Scholar, bietet einen bahnbrechenden KI-Assistenten, der speziell für Forschungszwecke entwickelt wurde. Das Tool ermöglicht es Forschern, relevante Arbeiten und Erkenntnisse schneller zu finden.

#9: Durchbrüche in der Neurowissenschaft

Die Neurowissenschaft, also die Erforschung des Gehirns, hat von der Agentenbasierten KI in der Forschung stark profitiert. Mit Hilfe autonomer KI-Analysen konnten Neurowissenschaftler das Gehirn kartieren und tiefe Einblicke in die Funktionsweise unseres Geistes gewinnen, sowohl physisch als auch darüber hinaus. 
Beispiel: KI-Tools sind führend bei der schnelleren Interpretation von MRTs und anderen neuronalen Bildgebungsdaten. Diese Werkzeuge können Anomalien erkennen und Hunderte von Bildern in Echtzeit analysieren, um Probleme zu diagnostizieren und Ärzten sogar eine Behandlung zu empfehlen.

MRI-Scan des menschlichen Gehirns ( Grafik via South Jersey Radiology)

#10: Interdisziplinäre Entdeckungsmaschinen

Eines der größten Probleme in der wissenschaftlichen Forschung vor dem Aufkommen der Agentenbasierten KI in der Wissenschaft waren die Silos. Verschiedene Bereiche (wie Biologie, Physik, Ingenieurwesen und Astronomie) waren voneinander getrennt und profitierten nicht von der Forschung der anderen. Mit den Werkzeugen der Agentenbasierten KI ist es jedoch einfacher denn je, Daten aus verschiedenen Bereichen zu kombinieren. In diesem Sinne kann die KI neue Verbindungen zwischen zuvor getrennten Datensätzen herstellen. 

Beispiel: Bei der NASA arbeiten viele verschiedene wissenschaftliche Disziplinen zusammen, um innovative Raumfahrzeuge zu entwickeln und zu betreiben. Die NASA setzt KI unter anderem bei der Konstruktion und Navigation ein. Um diese disziplinübergreifenden Projekte zu entwickeln, sind Verbindungen zwischen den einzelnen Bereichen erforderlich.

Werden Sie Zeuge des wissenschaftlichen Fortschritts mit Agentenbasierter KI

Von der Erforschung des Weltraums bis zur Entschlüsselung der Moleküle des menschlichen Genoms – Agentenbasierte KI verändert den wissenschaftlichen Fortschritt. Man könnte sogar behaupten, dass die Agentenbasierte KI die Zukunft der Forschung ist. Mit ihrer ständigen Verfügbarkeit, ihren Anpassungsfähigkeiten und ihrem Potenzial, Entdeckungen in großem Maßstab zu beschleunigen, besteht kein Zweifel daran, dass die Zukunft der agentenbasierten KI gehört. 

Wir bei Atera glauben an die Leistung von Agentenbasierter KI, die die Art und Weise, wie wir fast alles tun, verändern wird. Wir sehen das in der Wissenschaft und Forschung, und es hat derzeit die gleichen unglaublichen Auswirkungen in der IT-Branche. Unsere KI-Agenten, sowohl KI-Copilot als auch IT-Autopilot, machen IT-Abteilungen auf der ganzen Welt effizienter und effektiver und sparen dabei Zeit und Geld. 

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