Ученые создали ИИ, который может обнаруживать инопланетную жизнь

Исследователи создали программу искусственного интеллекта (ИИ), которая может обнаруживать инопланетную жизнь в физических образцах, хотя они не совсем понимают, как она работает.

По словам исследователей, новый алгоритм, обученный с использованием живых клеток, окаменелостей, метеоритов и лабораторных химикатов, может различать образцы биологического и небиологического происхождения в 90% случаев. Однако внутренняя работа алгоритма остается загадкой.

Ученые говорят, что новый тест можно будет использовать практически сразу. Он будет искать жизнь на Марсе, анализируя данные о марсианских камнях, собранные марсоходом Curiosity, а также потенциально раскроет происхождение загадочных и древних камней, найденных на Земле.

«Эти результаты означают, что мы, возможно, сможем найти форму жизни с другой планеты, из другой биосферы, даже если она сильно отличается от той жизни, которую мы знаем на Земле», — говорит соавтор исследования Роберт Хейзен, астробиолог из Института Карнеги. «И если мы действительно обнаружим признаки жизни где-либо еще, мы сможем сказать, имеет ли жизнь на Земле и других планетах общее или разное происхождение».

«Другими словами, этот метод должен быть способен обнаруживать биохимию инопланетной жизни, а также земной», — добавил он. «Это очень важно, поскольку обнаружить молекулярные биомаркеры земной жизни относительно легко, но мы не можем предполагать, что инопланетная жизнь будет использовать ДНК, аминокислоты и т. д. Наш метод ищет закономерности в молекулярном распределении, которые возникают из-за потребности жизни в функциональных молекулах».

Ученые уже знают, что смешивание химических веществ и хранение их при температурах первобытных морей может генерировать органические молекулы, такие как аминокислоты (белковые строительные блоки, которые имеют основополагающее значение для жизни). Они также нашли свидетельства существования этих строительных блоков на метеорах и даже на далеком астероиде.

Но если они хотят доказать, что нашли жизнь за пределами Земли, им придется ответить на простой вопрос: как мы узнаем, имеют ли обнаруженные образцы биологическое происхождение или они появились в результате случайной космической химии?

Поскольку органические молекулы имеют тенденцию разлагаться с течением времени, людям сложно ответить на этот вопрос в одиночку. Поэтому исследователи приступили к созданию алгоритма машинного обучения, который мог бы помочь в этом вопросе.

Исследователи начали с использования метода, уже используемого на космическом аппарате НАСА: пиролиза или безвоздушного нагрева образца для разделения его на газ и биоуголь. Затем разложившиеся части образца сортируются с помощью метода, называемого хроматографией, а затем его атомы преобразуются в данные с помощью масс-спектроскопии.

После получения данных из 134 богатых углеродом образцов известного происхождения алгоритм машинного обучения различал продукты недавней и древней жизни (такие как ракушки, зубы, кости, уголь и янтарь) и органические соединения абиотического происхождения (например, аминокислоты) с точностью 90%.

Системы искусственного интеллекта во многом представляют собой модели «черного ящика», рассматриваемые только с точки зрения их входных и выходных данных, поэтому исследователи не совсем уверены в непрозрачных процессах, которым использует их система, чтобы выдать ответы.

Но они заявили, что это дает важные доказательства того, что химия жизни следует другим фундаментальным правилам, чем те, которые существуют в неживом мире.

«Последствия этого нового исследования многочисленны, но есть три важных вывода», — сказал в своем заявлении соавтор исследования Джим Кливс, химик из Института науки Карнеги.

«Во-первых, на каком-то глубоком уровне биохимия отличается от абиотической органической химии; во-вторых, мы можем посмотреть на образцы Марса и древней Земли, чтобы определить, были ли они когда-то живыми; и в-третьих, вполне вероятно, что этот новый метод сможет отличить альтернативные биосферы от биосфер Земле, что будет иметь большое значение для будущих астробиологических миссий».

Кроме того, появились новые идеи о потенциальном вкладе этого нового подхода в другие области, такие как биология, палеонтология и археология.

«Если ИИ сможет легко отличить биотическую жизнь от абиотической, а также современную жизнь от древней, какие еще идеи мы можем получить? Например, можем ли мы выяснить, имела ли древняя ископаемая клетка ядро ​​или она была фотосинтетической?», — задаются вопросом исследователи.

«Может ли он анализировать обугленные останки и различать разные породы древесины на археологическом объекте? Мы как будто просто погружаемся в воду огромного океана возможностей».

Команда опубликовала свои выводы 25 сентября в журнале PNAS.