تَعمَل التكنولوجيا الحيوية (التي تَجمع بين العلوم الحيوية والتكنولوجيا) على دراسة الجزيئات والأنظمة الخلوية في جميع الكائنات الحية وهندستها لتطوير منتجات ذات قيمة للإنسان، وقد أثبتت جدارتها حتى الآن في حل المشكلات في عدة مجالات تَشمَل الطب والزراعة والصناعة بأنواعها المتعددة.^[1]

• تَحتَفِظ العديد من المؤسسات التي تَعمَل في قطاع التكنولوجيا الحيوية بمجموعات ضخمة من البيانات المخزنة في قواعد بيانات، والتي تَتَطلب التحليل كَي يتِم تطبيقها في عمليات الدراسة، أو في عمليات التصنيع والتحليل الكيميائي وغيرها من العمليات البيولوجية الأخرى. ^[1]
• تُدرك شركات التكنولوجيا الحيوية أهمية استخدام الذكاء الاصطناعي لتسريع وتيرة الابتكار في المنتجات التي يقومون بتقديمها للعالم.^[2]
• أظهرت دراسة استقصائية لخبراء الأدوية العلوم الطبية الحيوية أن 44% منهم يَستخدِمون الذكاء الاصطناعي في عمليات البحث العلمي والتطوير لتسريع عمليات الإنتاج. ^[2]

اقرأ أيضًا: أنواع الذكاء الاصطناعي: هل ستتفوق الآلة على الإنسان؟

استخدامات الذكاء الاصطناعي في التكنولوجيا الحيوية

يُوجد العديد من الفوائد التي جنيناها من تطبيق أنظمة الذكاء الاصطناعي في التكنولوجيا الحيوية، وشمِلت استخدامات عدَّة ستغير مستقبل التكنولوجيا الحيوية بأنواعها المتعددة لخمسين سنةٍ قادمةٍ، إليكَ بعضٌ منها:

إدارة وتحليل البيانات

يَجِب التعامل مع نتائج تجارب التعديل الجيني ودراسات التراكيب الكيميائية والفحوصات الدوائية وغيرها من المهام بدقة، كما يَتَوجَّب ترتيبها وتحليلها عبر خوارزميات الذكاء الاصطناعي، وذلك بِسَبَب التعقيد الكبير والتوسع في البيانات العلمية التي تَظهر يوميًا وتَتجدد والتي يَتوجب وجود برامج أتمتة خاصة لترتيبها وتحليلها في كل يوم تظهر فيه معلومة جديدة أو اكتشاف جديد. ^[1]

الابتكار في القطاع الطبي

تَتسابق العديد من الشركات ومراكز الأبحاث حول العالم في اكتشاف وتصنيع أدوية جديدة، بالإضافة إلى تصنيع المواد الكيميائية والغذائية والمواد الخام الكيمائية الحيوية، وهنا يَأتي دور الذكاء الاصطناعي الذي سيُساعد بذكاء على اختيار التركيبة الصحيحة والمناسبة للأدوية والمواد الكيميائية المرغوب بتصنيعها. ^[1]

ويُمكننا أيضًا عبر خوارزميات الذكاء الاصطناعي أن نَدرس الوظائف البيولوجية لجميع البروتينات البشرية عبر دراسة الآلية التي تَتَشكل بها داخل الخلايا في صدد استخدامها في علاج بعض الأمراض أو الوقاية منها عبر تقنيات العلاج الجيني. ^[1]كما يَتِم دراسة الحمض النووي لتحديد الآلية التي يُمكن التلاعب بها بالخلايا جينيًا لزيادة إنتاج الخصائص المهمة والمفيدة منها. ^[2]

اقرأ أيضًا: إدارة منتجات الذكاء الاصطناعي: كيف تبني خارطة منتجك المثالية؟

تُساعد بعض أدوات الذكاء الاصطناعي الموجودة حاليًا في فكِّ الشيفرة الخاصة بجميع البروتينات للكشف عن آلية حدوث الأمراض وتحليلها، حيث يتوفر الآن حوالي 180,000 بروتين في بنك بيانات خاص ليتم استخدامهم من قبل العلماء في أبحاثهم المختلفة. ^[1]

التشخيص الطبي

حسّن الذكاء الاصطناعي من دقة وكفاءة فحص سرطان الثدي مقارنة بطريقة التشخيص التقليدية، كما تم تحسين تشخيص سرطان الرئة عن طريق الشبكات العصبية بدلاً من التشخيص بواسطة أخصائيي الأشعة المدربين. ^[1]

أيضًا، تم تطوير برنامج مدعوم بالذكاء الاصطناعي يَعمل على تشخيص الأمراض عبر قراءة نتائج التصوير بالأشعة السينية والتصوير بالرنين المغناطيسي والمقطعي. ^[1]

اقرأ أيضًا: مستقبل العلاجات والأدوية: ماذا تعرف عن العلاجات الرقمية (Digital therapeutics)؟

زيادة إنتاج المحاصيل الزراعية

تُعد التكنولوجيا الحيوية الطريقة الأمثل لزيادة إنتاج المحاصيل، وذلك عن طريق تقنيات الهندسة الوراثية، إذ تدرس خوارزميات الذكاء الاصطناعي العديد من البيانات الهامة مثل تنبؤات الطقس، وخصائص التربة، وخصائص البذور، وخصائص الأسمدة العضوية، والمواد الكيميائية في التربة، كما تُساعد الروبوتات في عمليات التصنيع والتجميع وغيرها العديد من المهام الهامة الأخرى. ^[1]

يَتِم الاستفادة من خوارزميات الرؤية الحاسوبية والتعلم العميق لمعالجة وتحليل البيانات التي تم التقاطها بواسطة الطائرات بدون طيار للمساعدة في مراقبة صحة المحاصيل والتربة، وتُساعد خوارزميات أخرى في تتبع تغيرات الطقس التي تُؤثر على غلة المحاصيل. ^[2]

تحسين الإنتاج الصناعي

يُستخدم إنترنت الأشياء (IoT) والذكاء الاصطناعي (AI) والمحاكاة الحاسوبية (CV) على نطاق واسع في إنتاج المركبات والوقود والألياف والمواد الكيميائية عير تحليل البيانات لتصبح أكثر قيمة في تحسين عمليات الإنتاج وجودة المنتج من خلال التنبؤ بالنتائج. ^[1]

زيادة الإنتاج الحيواني

يُطبق هذا الفرع من فروع التكنولوجيا الحيوية تقنيات البيولوجيا الجزيئية في الهندسة الوراثية للحيوانات لتحسين استدامتها للأغراض الصيدلانية أو الصناعية أو الزراعية، إذ يَتِم استخدام التعلم الآلي لتفسير مجموعات البيانات الضخمة من سلاسل الحمض النووي لفهم الخصائص المرغوبة في النباتات. ^[2]

تقليل مدة البحث العلمي

من أهم إنجازات الذكاء الاصطناعي في التكنولوجيا الحيوية هو تقليله من مدة إجراء الأبحاث العلمية، إذ قللت أنظمة الذكاء الاصطناعي من مدة إجراء الأبحاث الطبية والحيوية بنسبة 70% من الوقت الفعلي، إذ سهل من مدة إنتاج العديد من الأدوية واللقاحات، لا سيما لقاح كوفيد-19 في الجائحة الأخيرة. ^[1]

المعلوماتية الحيوية

تُساعِد المعلوماتية الحيوية في الحصول على المعلومات البيوكيميائية والبيولوجية وتخزينها ومعالجتها وتوزيعها وتحليلها وتفسيرها بمساعدة الأدوات الرياضية وعلوم الحاسوب والبيولوجيا لفهم الأهمية البيولوجية لمجموعة متنوعة من البيانات. ^[2]

يَتِم الاستفادة من خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لدراسة البيانات البيولوجية الضخمة، والتي تَشمَل سلاسل الحمض النووي والبروتينات، كما تَدرُس آليات التعبير الجيني والتفاعلات الكيميائية للبروتينات والأنزيمات داخل الخلايا، وآليات حدوث الأمراض، وأكثر من ذلك بكثير، ويَتِم كلّ ذلك عبر أدوات المعلوماتية الحيوية المدعومة بأنظمة الذكاء الاصطناعي. ^[2]

اقرأ أيضًا: دليلك المختصر لاحتراف المعلوماتية الحيوية في عصر التقدم التقني