Uru:
- Ikike iji belata ọnụọgụ nnwale site n'ịgbanwe paramita ọnụ yana iwepụta mmekọrịta na imepụta nnwale (DoE)
- Ikike iji guzobe okirikiri nke ịchọta isi ihe kachasị mma na nnukwu oghere na nnwale ole na ole site na mmụta na-arụsi ọrụ ike na njikarịcha Bayesian.
- Ikike ịhazi mgbakọ na mwepụ kacha na eziokwu anụ ahụ na nchekwa site n'inye oke physiological na nchekwa dị ka ihe mgbochi na ihe nlereanya.
Nnwale na bioengineering dị oke ọnụ: omenala cell na-ewe izu, reagent na-efu ọtụtụ puku pound, onye na-agba ọsọ na-ewe ụbọchị. Yabụ "kedu nnwale ka m ga-eme?" Ajụjụ bụ ma ọ dịkarịa ala "gịnị ka ihe si na ya pụta?" dị mkpa dị ka ajụjụ. Nhazi nke nnwale (DoE - usoro nke ịhazi nhazi nke ngwakọta nke paramita ga-ewepụta ozi kachasị na nnwale ole na ole) na-atụgharị nnwale na njehie kpuru ka ọ bụrụ nchọ usoro. AI accelerates a accelerates a atụmatụ na "nke nnwale ọzọ" mkpebi na nke ọ bụla sochirinụ; ma ị bụ onye maara eziokwu anụ ahụ na nchekwa nke nnwale ahụ.
Na nke a unit, ị ga-ahụ isi mgbagha nke DoE, na-arụsi ọrụ ike mmụta (nzọụkwụ-site-nzọụkwụ njikarịcha site na-atụ aro nnwale si nke ihe nlereanya ga-amụta ihe kasị) na Bayesian optimization (probabilistic usoro nke na-achọta ihe kasị mma ọnọdụ nke a usoro na a obere ọnụ ọgụgụ nke nnwale) na-eru nso, na otu esi eji AI n'enweghị nsogbu na atụmatụ a.
Kedu ihe kpatara na otu mgbanwe na-ezughị oke?
The kpochapụwo obibia bụ OFAT — otu ihe n'otu oge: ịgbanwe okpomọkụ, wee gbanwee pH ... The aghụghọ flaw nke usoro a bụ na ọ na-efunahụ mmekọrịta (mmekọrịta — abụọ parameters na-akpa àgwà dị iche iche ọnụ karịa mgbe naanị ha). Ma eleghị anya, okpomọkụ dị elu dị mma naanị na obere pH. DoE na-ejide mmekọrịta ma na-ebelata ọnụ ọgụgụ nke nnwale site n'iji ihe nrụpụta ihe na-agbanwe agbanwe ọnụ na nguzozi.
NDỤMỌDỤ: Mgbe ị na-agwa AI "Achọrọ m ịkwalite paramita 5," buru ụzọ jụọ ya ka ọ tụọ aro akụkụ nke akụkụ (ụdị nke na-ahọrọ akụkụ kachasị mma nke parampat) ma ọ bụ nhazi elu nzaghachi (mmebe nke na-esepụta mpaghara kacha mma) kama ịbụ ụlọ ọrụ zuru oke. Nke a nwere ike ibelata ọnụọgụ nnwale site na 243 ruo 20-30.
Ịmụ ihe na-arụsi ọrụ ike: nnwale kacha mma na-esote
Maka nsogbu ụfọdụ, ị nweghị ike ịhazi ihe niile tupu oge eruo; Nsonaazụ nke nnwale ọ bụla na-agbanwe nnwale ọzọ kacha mma. Nke a bụ ebe mmụta na-arụsi ọrụ ike na-abata: ihe nlereanya ahụ na-eleba anya na data dịnụ, na-atụ aro nnwale ahụ na ejighị n'aka kachasị elu ma ọ bụ uru kachasị atụ anya, ị na-eme ya, mmelite ihe nlereanya. Loop a na-enye ohere ịchọta ebe dị ụtọ na nnukwu oghere (puku ọnọdụ enwere ike maka enzyme, dịka ọmụmaatụ) na obere nnwale. AI na-agbakọ mkpebi nke "ihe na-esote" okirikiri a; mana ị kwadoro na ntụnye a ga-ekwe omume n'anụ ahụ yana enweghị nchekwa.
Ịkpachara anya: Ụdị njikarịcha nwere ike na-atụ aro ọnọdụ dị ize ndụ ma ọ bụ agaghị ekwe omume na ụlọ nyocha (dịka, okpomọkụ nke ga-egbu omenala ahụ, ihe mgbawa mgbawa). Ihe nlereanya ahụ amaghị oke physiological na nchekwa; Machie aro ọ bụla na ihe ọmụma ụlọ nyocha nke gị (nye ya na ihe nlereanya dị ka ihe mgbochi).
Obere ikpe atọ
Ikpe 1 - DoE belatara ọnụọgụ nnwale. Otu ndị na-emepụta enzyme ga-ebuli paramita 5 (okpomọkụ, pH, ngwakọta, ọnụego nri, inducer). Full factorial pụtara 243 nnwale. Nhazi akụkụ nke akụkụ nke YZ tụpụtara belatara ọnụ ọgụgụ ahụ gaa na nnwale 32; elu nzaghachi nke si na ya pụta chọtara nke kacha mma yana ịbawanye arụmọrụ site na 27%. Ndị otu ahụ kwadoro ọnọdụ ọ bụla maka nchekwa.
Ikpe 2 - amụbawanye mmụta na-arụsi ọrụ ike. Enwere ihe kariri 4,000 nwere ike ime n'ime otu omenaala sel. Usoro mmụta na-arụsi ọrụ ike ruru nke kacha mma ebe nyocha oge gboo ga-adịru izu n'ime okirikiri nnwale iri na asatọ (omenala 90 na mkpokọta). Ma ọnọdụ abụọ a tụrụ aro site na ihe nlereanya ahụ bụ ihe na-agaghị ekwe omume n'ụzọ anụ ahụ ma jiri aka kpochapụ ya.
Ikpe 3 - Nchekwa ókèala arụ ọrụ. Na njikarịcha bioprocess, ihe nlereanya ahụ tụrụ aro nrụgide dị ize ndụ iji bulie ikuku oxygen gbazere. Onye injinia gbakwunyere oke nrụgide nke reactor na ihe nlereanya dị ka ihe mgbochi; Ndụmọdụ ndị ọzọ ka dị n'ime oke nchekwa. Oke anụ ahụ mere ka mgbakọ na mwepụ kacha mma.
Ndebiri anọ enwere ike iṅomi
1) Nkwado imewe DoE:
Ọrụ gị: ọkachamara imewe nnwale. Achọrọ m ibuli [N] parameters: [parameters and their ranges]. Ebumnuche m bụ [mpụta/ọrụ]. Tụọ m aro maka imewe DoE dabara adaba (nke zuru oke ma ọ bụ akụkụ nzaghachi elu), depụta ọnụọgụ nnwale achọrọ yana ọnọdụ ọ bụla. Kaa akara nchikota physiologically agaghị ekwe omume.
2) Nhazi usoro mmụta na-arụ ọrụ:
Ọrụ gị: onye ndụmọdụ njikarịcha. Achọrọ m ịtọlite njikarịcha Bayesian loop. Kọwaara m usoro ndị a: mkpuchi mbụ, ọrụ nche (ịnweta), mmelite, njirisi nkwụsị. Gwa m nnwale ole ị ga-atụ aro na agba ọ bụla yana otu esi etinye mgbochi nchekwa. Tụnye ọbá akwụkwọ Python.
3) Nkọwa mmachi nchekwa:
Ntụnye njikarịcha m ekwesịghị ịpụ na mpụga oke ndị a: okpomọkụ [oke], pH [oke], nrụgide [max], ọnụego mgbaze [max]. Atụnyela nnwale ọ bụla gafere oke ndị a. Ọ bụrụ na ntụnye na-eru nso oke, dọọ m aka na ntị ma kọwaa ihe kpatara ya.
4) Ntụle nsonaazụ na nzọụkwụ ọzọ:
M ga-enye gị nsonaazụ nke agba nke mbụ nke DoE (ọnọdụ + nzaghachi atụpụtara). Gwa m: (1) nke paramita kacha dị irè, (2) ma enwere mmekọrịta, (3) na-atụ aro nnwale 4 na-esote ịbịaru nso kacha mma. Jiri data kwado aro ọ bụla; emela nkwubi okwu na-adịghị na data.
Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike
Ngwa ngwa adịghị ike:
Kwalite gbaa ụka m.
Enweghị paramita, enweghị oke, enweghị mgbochi; AI na-enye ndụmọdụ n'ozuzu na nke na-adịghị arụ ọrụ.
Mgbasa ozi siri ike:
Ọrụ gị: onye nrụpụta nnwale bioprocess. Achọrọ m ịkwalite mmepụta protein recombinant na E. coli. Oke na oke: okpomọkụ 25-37°C, IPTG 0.1-1.0 mM, ntinye OD0.4-0.8, ọnụego nri [oke]. Ebumnuche: mkpụrụ protein soluble. Nye m okpokoro imewe ihe na-enweghị isi maka ihe karịrị nnwale 20. Kaa akara na ọnọdụ ndị ga-egbu cell. Oke nchekwa: Okpomọkụ karịrị 40°C amachibidoro.
Ọdịiche: oke doro anya, oke, ebumnuche, mmefu ego nnwale na mmachi nchekwa.
DoE na usoro kachasị mma
Usoro
mgbe
Uru
oke
OFAT
Dị mfe, otu ihe
mfe ikwu
Agbaghara mmekọrịta
ihe zuru oke
nkeji ole na ole
Mmekọrịta niile
ule mgbawa
Akụkụ akụkụ
Multi-parameter mkpochapụ
obere nnwale
Ezochiri ụfọdụ mmekọrịta
elu nzaghachi
Maapụ kacha mma
mma n'iji ya gee ntị
anọghị n'ịntanetị
mmụta na-arụsi ọrụ ike
Nnukwu oghere, nnwale dị oke ọnụ
nnwale kacha nta
Na-adabere na àgwà nlereanya
Nhazi nke oghere nyocha na nrigbu
Enwere esemokwu dị n'obi nke njikarịcha: nguzozi n'etiti nchọgharị na nrigbu - nguzozi n'etiti ịchọ ohere ọhụrụ site na ịnwale ókèala amaghi ama na ịpịpụta arụmọrụ site n'ịgwupụta ókèala mara mma. Ọ bụrụ na ịnwale naanị "gburugburu ebe a kacha mara amara" ị gaghị ahụ ebe kacha mma karịa (rapagidesi ike na mpaghara kacha mma). Ọ bụrụ na ị na-enyocha naanị na enweghị usoro, ị gaghị enwe ike afanye ezigbo ókèala ị nwere, ị ga-ejikwa mmefu ego nnwale gị. Ọrụ sentinel nke Bayesian optimization (ọrụ nnweta - iwu nke na-ahọrọ ebe a ga-eme nnwale ọzọ site n'ịtụle uru ma ejighị n'aka) na-ejikwa nguzozi a na-akpaghị aka. AI nwere ike guzobe usoro a, mana ị ga-ekpebi "nyocha nyocha ole, ọnụọgụ nrigbu ole" yana njedebe nke mmefu ego nnwale gị.
NDỤMỌDỤ: Lekwasị anya na nyocha (nnukwu nnwale ndị gbasasịrị) na mmalite mmalite nke njikarịcha; Map oghere oke. Ka ị na-abịaru nso kacha mma, gaa n'ihu na nrigbu (nnwale dị warara, nlegharị anya nke ọma). Mee mgbanwe a nke nta nke nta, na-elele nsonaazụ ya, ọ bụghị n'otu okirikiri.
Mmejọ ndị nkịtị
- Ịrapara na OFAT na mmekọrịta na-efu efu. The parameters ga-agbanwe ọnụ.
- Na-enyeghị ihe mgbochi nchebe na ihe nlereanya. Ụdị ahụ nwere ike igosi ọnọdụ dị ize ndụ ma ọ bụ agaghị ekwe omume.
- Mwụgharị ugboro ugboro na randomization. Achọrọ maka ike ọnụ ọgụgụ na njikwa ogbe.
- Na-emecha njikarịcha n'otu agba. Ịmụ ihe na-arụsi ọrụ ike bụ ikwugharị; na-emelite atụmatụ njem ọ bụla.
- Na-eji kpuru ìsì na-etinye ndụmọdụ ihe nlereanya ahụ. Ekwesịrị iji aka nyochaa ike ime na ọnụ ahịa anụ ahụ.
Na nchịkọta
Nnwale nwere ọgụgụ isi na-ebelata nnwale bioengineering dị oke ọnụ ruo ntakịrị ọnụọgụ ihe ọmụma. DoE na-ejide mmekọrịta ma belata ọnụ ọgụgụ nke nnwale; Mmụta na-arụsi ọrụ ike na njikarịcha Bayesian na-achọta nzọụkwụ kachasị mma site na nzọụkwụ na nnukwu oghere. AI na-agbakọ atụmatụ a ma mee ka mkpebi "ihe na-esote", mana ị na-enye oke physiological, nchekwa, na ike dị ka ihe mgbochi na ihe nlereanya. Ihe kacha mma mgbakọ na mwepụ enweghị ike imetụta eziokwu anụ ahụ na nchekwa.
Ọrụ ngwa
Họrọ nsogbu njikarịcha yana paramita 3-5 sitere na mpaghara mmasị gị (dịka usoro ọdịnala ma ọ bụ mmeghachi omume enzyme). Mepụta tebụl imewe akụkụ nke nwere “ike siri ike” template maka AI. Mgbe ahụ lelee ọnọdụ ọ bụla dị na tebụl maka nchekwa na ohere: enwere njikọ na-agaghị ekwe omume ma ọ bụ dị ize ndụ? Tinye mmachi nchekwa, mee ka imepụtaghachi ya, wee mara ihe dị iche.
ndetu
- M na-eji DoE imewe (ọ bụghị OFAT) na-agbanwe paramita ọnụ.
- [] Enyere m oke gbasara ahụike na nchekwa dị ka ihe mgbochi.
- [] Ewebara m ikwugharị na randomization n'ime imewe.
- [ ] M na-ahazi njikarịcha n'otu ntabi anya, emechaghị m ya n'otu agba.
- [ ] Atụlere m atụ aro ụdị maka ike na ọnụ ahịa.
- [] Enyere m nkọwa nsonaazụ ọ bụla na ezigbo data, anabataghị m nsonaazụ adịgboroja.