La ricerca è pubblicata online sulla rivista Physical Biology, è una collaborazione tra John P. Wikswo, professore di fisica dello stato vivere a Vanderbilt University, Michael Schmidt e Hod Lipson della Cornell University, e Jerry Jenkins e Ravishankar Vallabhajosyula in CFD in Research Corp. Huntsville, Alabama.
Il “cervello” del sistema, che Wikswo ha battezzato Automated Biology Explorer (ABE), è un software chiamato Eureqa, sviluppato alla Cornell e rilasciato nel 2009.
Uno dei compiti iniziali di Eureqa, era quello di identificare le leggi fondamentali del moto attraverso l’analisi del movimento di un pendolo doppio.
La stessa cosa che Sir Isaac Newton impiegò anni a scoprire, Eureqa lo ha fatto in poche ore durante, in esecuzione su un personal computer.
Nel 2006, Wikswo assistette ad una presentazione di Lipson sulle sue ricerche ed ebbe un ‘attimo Eureka’, realizzando che il sistema sarebbe potuto essere utilizzato per risolvere problemi biologici.
“La biologia è l’area dove il divario tra teoria e dati sta crescendo più rapidamente”, dice Lipson. “Così è la scienza cha ha più bisogno di automazione.”
Supera il test del software
Il sistema biologico che i ricercatori hanno usato per testare ABE è la glicolisi, il principale processo che produce energia in una cellula vivente.
In particolare, si sono concentrati sul modo in cui le cellule di lievito controllano le fluttuazioni dei composti chimici prodotti dal processo.
Gli studiosi si sono concentrati soprattutto sul modo in cui le cellule del lievito controllano le fluttuazioni nei composti chimici prodotti dal processo, ed hanno eseguito un test virtuale del software con questo sistema delle oscillazioni glicolitiche in quanto uno dei metodi di controllo biologico più studiati. Jenkins e Vallabhajosyula hanno utilizzato uno dei modelli matematici del processo per creare un insieme di dati corrispondenti alle misurazioni che avrebbe effettuato uno scienziato.
Per aumentare il realismo del test, i ricercatori hanno inserito una casualità di errore del 10%. Una volta immessi i dati i Eureqa, è risultata una serie di equazioni quasi identiche a quelle conosciute. “La cosa davvero sorprendente – ha spiegato Vallabhajosyula – è che ABE ha prodotto queste equazioni a priori, perché l’unica cosa che conosceva in anticipo erano le quattro operazioni aritmetiche: addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione”.
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