Riba:
- Ikon rage adadin gwaje-gwaje ta hanyar canza sigogi tare da ɗaukar hulɗa tare da ƙirar gwaje-gwaje (DoE)
- Ikon kafa zagaye na gano mafi kyawun ma'ana a cikin babban ma'auni tare da ƴan gwaje-gwaje ta hanyar koyo mai aiki da haɓakar Bayesian
- Ability don daidaita mathematics mafi kyawu tare da gaskiyar zahiri da aminci ta hanyar ba da iyakokin ilimin lissafi da aminci a matsayin ƙuntatawa ga ƙirar.
Gwaji a aikin injiniya yana da tsada: al'adar tantanin halitta tana ɗaukar makonni, reagent yana biyan dubban fam, mai fermentor yana ɗaukar kwanaki. Don haka "wane gwaji zan yi?" Tambayar ita ce a kalla "menene sakamakon?" yana da mahimmanci kamar tambaya. Zane na Gwaje-gwaje (DoE - hanya na tsara tsari wanda haɗakar da sigogi za su samar da mafi yawan bayanai tare da ƙananan gwaje-gwaje) yana juya makahon gwaji-da-kuskure zuwa bincike na tsari. AI yana haɓaka wannan shirin da "wanne gwaji na gaba" yanke shawara a kowane mataki na gaba; amma kai ne wanda ya san gaskiyar zahiri da amincin gwajin.
A cikin wannan naúrar, za ku ga ainihin ma'anar DoE, ilmantarwa mai aiki (ingantawa mataki-mataki ta hanyar ba da shawarar gwajin da samfurin zai koyi mafi yawan) da Bayesian ingantawa (hanyar yuwuwar da ta samo mafi kyawun saitin tsari tare da ƙananan gwaje-gwaje) hanyoyin, da kuma yadda za a yi amfani da AI a amince da wannan shirin.
Me yasa mai canzawa ɗaya bai isa ba?
A classic m ne OFAT — daya factor a lokaci guda: canza zafin jiki, sa'an nan canza pH ... The insidious aibi na wannan hanya shi ne cewa shi rasa hulda (ma'amala - biyu sigogi hali daban-daban tare fiye da lokacin da suke kadai). Wataƙila babban zafin jiki yana da kyau kawai a ƙananan pH. DoE yana ɗaukar ma'amala kuma yana rage adadin gwaje-gwaje ta amfani da ƙirar ƙira waɗanda ke bambanta sigogi tare da daidaitawa.
Tukwici: Lokacin da kuka gaya wa AI "Ina so in inganta sigogi na 5," da farko ka tambaye shi don ba da shawarar wani yanki mai mahimmanci (ƙirar da ke zaɓar mafi yawan bayanan juzu'i) ko ƙirar saman amsa (ƙirar da taswirar yanki mafi kyau) maimakon cikakken tsari. Wannan zai iya rage adadin gwaje-gwajen daga 243 zuwa 20-30.
Koyo mai aiki: gwaji mafi kyau na gaba
Ga wasu matsalolin, ba za ku iya tsara komai a gaba ba; Sakamakon kowane gwaji yana canza mafi kyawun gwaji na gaba. Wannan shine inda koyo mai aiki ya shigo cikin wasa: samfurin yana duban bayanan da ake da su, yana nuna gwajin tare da mafi girman rashin tabbas ko mafi girman riba da ake sa ran, kuna yin shi, sabunta ƙirar. Wannan madauki yana ba da damar gano wuri mai daɗi a cikin babban sararin sigina (dubban yuwuwar yanayi don enzyme, alal misali) tare da ɗan gwaji kaɗan. AI tana ƙididdige shawarar "abin da ke gaba" wannan sake zagayowar; amma kun tabbatar da cewa shawarar mai yiwuwa ne ta zahiri kuma tana da aminci.
Tsanaki: Samfurin ingantawa na iya ba da shawarar yanayi mai haɗari ko kuma ba zai yiwu ba a cikin dakin gwaje-gwaje (misali, zafin jiki wanda zai kashe al'adar, rabon kaushi mai fashewa). Samfurin bai san iyakokin ilimin lissafi da aminci ba; Iyakance kowace shawara zuwa ilimin dakin gwaje-gwaje na ku (ba da ita ga ƙirar a matsayin takura).
uku mini lokuta
Case 1 - DoE ta rage yawan gwaje-gwaje. Ƙungiyar samar da enzyme za ta inganta sigogi 5 (zazzabi, pH, haɗuwa, ƙimar ciyarwa, inducer). Cikakken ma'ana yana nufin gwaje-gwaje 243. Ƙirar ƙirar ƙira da YZ ta gabatar ya rage adadin zuwa gwaje-gwaje 32; Sakamakon mayar da martani ya samo mafi kyau kuma ya karu da 27%. Ƙungiyar ta riga ta amince da kowane yanayi don aminci.
Hali na 2 - Ingantaccen koyo mai aiki. Akwai fiye da 4,000 masu yuwuwar abubuwan ƙira a cikin haɓaka matsakaicin al'adar tantanin halitta ɗaya. Zagayowar koyo mai aiki ya kai ga mafi kyawun inda gwajin gargajiya zai ɗauki makonni a zagaye na gwaji 18 (al'adu 90 gabaɗaya). Amma yanayi guda biyu da samfurin ya ba da shawara sun kasance ba zai yiwu ba a ilimin lissafi kuma an kawar da su da hannu.
Case 3 - An kunna iyakar tsaro. A cikin inganta aikin bioprocess, samfurin ya ba da shawarar matsa lamba mai haɗari don ƙara narkar da iskar oxygen. Injiniyan ya ƙara iyakar matsa lamba na reactor zuwa samfurin a matsayin ƙuntatawa; shawarwarin da suka biyo baya sun kasance cikin kewayon aminci. Matsakaicin iyaka ya haifar da mafi kyawun ilimin lissafi.
Samfura huɗu masu kwafi
1) Shawarar ƙirar DoE:
Matsayinku: ƙwararren ƙira na gwaji. Ina so in inganta sigogi [N]: [parameters and their ranges]. Burina shine [samarwa/aiki]. Shawarce ni da ƙirar DoE da ta dace (cikakkun / ɓangarorin ma'auni ko farfajiyar amsawa), tsara adadin gwaje-gwajen da ake buƙata da kowane yanayi. Alama haɗakar da ba za a iya yiwuwa ba.
2) Saitin sake zagayowar koyo mai aiki:
Matsayinku: mashawarcin ingantawa. Ina so in kafa madaidaicin madaidaicin Bayesian. Bayyana mani matakan: nade na farko, aikin sa ido (saye), sabuntawa, ƙa'idodin tsayawa. Faɗa mani gwaje-gwaje nawa za ku ba da shawara a kowane zagaye da yadda ake ƙara matsalolin tsaro. Ba da shawarar ɗakin karatu na Python.
3) Ma'anar ƙuntataccen tsaro:
Shawarwari na ingantawa bai kamata su fita waje da iyakoki masu zuwa ba: zafin jiki [kewayon], pH [kewayon], matsa lamba [max], ƙimar ƙarfi [max]. Kar a ba da shawarar kowane gwaji da ya wuce waɗannan iyakoki. Idan shawara tana gabatowa iyaka, gargaɗe ni kuma bayyana dalilin.
4) Binciken sakamako da mataki na gaba:
Zan ba ku sakamakon zagaye na farko na DoE (sharadi + auna amsa). Faɗa mini: (1) waɗanne sigogi ne suka fi tasiri, (2) ko akwai hulɗa, (3) ba da shawarar gwaje-gwaje 4 na gaba don kusanci mafi kyau. Tabbatar da kowace shawara tare da bayanai; kada ku yanke shawarar da ba a cikin bayanan ba.
Rauni mai ƙarfi / Ƙarfi mai ƙarfi
Rawanin faɗakarwa:
Haɓaka fermentation na.
Babu sigogi, babu jeri, babu ƙuntatawa; AI yana ba da shawarwari na gabaɗaya kuma marasa amfani.
Ƙarfi mai ƙarfi:
Matsayinku: mai tsara gwajin bioprocess. Ina so in inganta recombinantprotein samar da E. coli. Siga da jeri: zafin jiki 25-37°C, IPTG 0.1-1.0 mM, shigar da OD0.4-0.8, ƙimar ciyarwa [kewayo]. Manufar: yawan furotin mai narkewa. Ka ba ni tebur ɗin ƙira na juzu'i don ƙarancin gwaje-gwaje 20. Alama yanayin da zai kashe tantanin halitta. Ƙayyadaddun tsaro: Zazzabi sama da 40°C HARAMUN.
Bambanci: bayyanannen sigogi, jeri, manufa, kasafin gwaji da ƙuntatawar aminci.
DoE da hanyoyin ingantawa
Hanya
yaushe
Amfani
iyaka
OFAT
Sauƙi, abu ɗaya
sauki sharhi
Rashin hulɗa
cikakken factorial
'yan sigogi
Duk hulɗa
fashewar gwaji
Matsakaicin juzu'i
Multi-parameter kawar
kadan gwaji
Wasu hulɗar tana ɓoye
mayar da martani
Mafi kyawun taswira
kyau kunnawa
rashin daidaituwa
aiki koyo
Babban sarari, gwaji mai tsada
akalla gwaji
Ya dogara da ingancin samfurin
Ma'auni na sararin bincike da amfani
Akwai tashin hankali a zuciyar ingantawa: ma'auni tsakanin bincike da cin zarafi - ma'auni tsakanin neman sababbin dama ta hanyar gwada yankin da ba a sani ba da kuma matsi da inganci ta hanyar hakar ma'adinai da aka sani mai kyau. Idan kawai ka gwada "a kusa da mafi kyawun wurin da aka sani" ba za ka taba samun mafi kyawun mafi kyau ba (zama a cikin mafi kyawun gida). Idan kawai kuna bincika bazuwar, ba za ku taɓa samun damar matse kyakkyawan yankin da kuke da shi ba kuma za ku yi amfani da kasafin gwajin ku. Ayyukan haɓakawa na Bayesian (aikin saye - ka'idar da ke zaɓar inda za a gudanar da gwaji na gaba ta hanyar auna riba da rashin tabbas) ta atomatik yana sarrafa wannan ma'auni. AI na iya kafa wannan tsarin, amma ku yanke shawarar "zagaye nawa na bincike, zagaye nawa na amfani" da iyakacin kasafin gwajin ku.
Tukwici: Mai da hankali kan bincike (manyan, gwaje-gwajen tarwatsawa) a farkon zagaye na ingantawa; Taswirar sarari siga. Yayin da kuke kusa da mafi inganci, ci gaba zuwa amfani (ƙunƙuntaccen, gwaje-gwajen daidaitawa). Yi wannan sauyi a hankali, duba sakamakon, ba a zagaye ɗaya ba.
Kuskuren gama gari
- Samun makale akan OFAT da ɓacewar hulɗa. Dole ne ma'auni su canza tare.
- Ba ba da tsaro ga abin ƙira. Samfurin na iya ba da shawarar yanayi mai haɗari ko rashin yiwuwa.
- Tsallake maimaitawa da bazuwar. Da ake buƙata don ikon ƙididdiga da sarrafa tsari.
- Ƙarshen ingantawa a zagaye ɗaya. Koyo mai aiki yana jujjuyawa; sabunta shirin kowane yawon shakatawa.
- A makance amfani da shawarar samfurin. Dole ne a duba yuwuwar jiki da farashi da hannu.
a takaice
Ƙirar gwaji ta hankali tana rage tsadar gwaje-gwajen bioengineering zuwa ƙaramin adadin ma'auni masu ba da labari. DoE yana ɗaukar hulɗar kuma yana rage yawan gwaje-gwaje; Koyo mai aiki da haɓakar Bayesian suna samun mafi kyawun maki mataki-mataki a cikin manyan wurare. AI yana ƙididdige wannan shirin kuma yana hanzarta yanke shawarar "abin da ke gaba", amma kuna ba da iyakokin ilimin lissafi, aminci, da yuwuwar a matsayin ƙuntatawa ga ƙirar. Mafi kyawun ilimin lissafi ba zai iya tabbatar da gaskiyar zahiri da aminci ba.
Aikin aikace-aikace
Zaɓi matsalar ingantawa tare da sigogi 3-5 daga filin sha'awar ku (misali matsakaicin al'ada ko amsawar enzyme). Ƙirƙirar tebur mai ƙira mai juzu'i tare da samfurin "ƙarfi mai ƙarfi" don AI. Sa'an nan kuma duba kowane yanayi a cikin tebur don aminci da yuwuwar: shin akwai haɗin da ba zai yiwu ba ko haɗari? Ƙara ƙaƙƙarfan aminci, sa a sake yin ƙira, kuma lura da bambanci.
jerin abubuwan dubawa
- [] Na yi amfani da ƙirar DoE (ba OFAT) wanda ke canza sigogi tare.
- [ ] Na ba da iyakoki na ilimin lissafi da aminci ga ƙirar a matsayin ƙuntatawa.
- [ ] Na haɗa maimaitawa da bazuwar cikin ƙira.
- [ ] Na shirya ingantawa akai-akai, ban gama shi a zagaye ɗaya ba.
- [ ] Na duba shawarwarin samfurin don yuwuwa da farashi.
- [ ] Na dangana kowane fassarar sakamako ga ainihin bayanai, ban yarda da sakamakon karya ba.