人工智能正在為生物計算領(lǐng)域帶來新一輪爆發(fā)。5月10日-11日，由中國首家生物計算驅(qū)動的生命科學(xué)平臺“百圖生科”主辦的首屆中國生物計算大會在蘇州召開，百度創(chuàng)始人、董事長兼CEO，百圖生科創(chuàng)始人兼董事長李彥宏在會上表示，“生物計算是個高度融合的學(xué)科，生物+計算的融合，會帶來巨大的突破和進步。依靠生物計算引擎，能夠有效利用大量的生物數(shù)據(jù)，把藥物發(fā)現(xiàn)的‘大海撈針’變成‘按圖索驥’，為人類的生命健康謀福祉。”
“AI+生物計算”的逐漸興盛，源于基因組學(xué)研究帶來的人體數(shù)據(jù)在快速增長，新藥研發(fā)過程當(dāng)中所積累的知識在快速增長甚至是爆發(fā)，以及新生的各類機器學(xué)習(xí)的算法在快速地變化、在提升和迭代。
目前，生命科學(xué)界對人類疾病機理的研究已經(jīng)可以精細到單個病人單個細胞的全基因組和轉(zhuǎn)錄組等層面，這為個性化的靶向藥物研發(fā)、疾病的極早期診斷和精細化分型提供了充分可能，也為精準(zhǔn)藥物設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。
但要讓海量生物數(shù)據(jù)迸發(fā)力量，需要更加創(chuàng)新的算法、更加強大的底層計算架構(gòu)。
百度自然語言處理部總監(jiān)、螺旋槳PaddleHelix生物計算平臺負責(zé)人何徑舟在“生物計算與新算法”分論壇上談到，在數(shù)據(jù)層面，生物醫(yī)藥領(lǐng)域和其他已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用AI技術(shù)的領(lǐng)域相比，存在比較高的門檻，生物領(lǐng)域目前優(yōu)質(zhì)的標(biāo)注數(shù)據(jù)少，而且標(biāo)注新數(shù)據(jù)的成本極高，這在很長時間內(nèi)限制了AI在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。
在“AI+生物計算”領(lǐng)域，百度不僅布局早，同時在算法、算力層面實現(xiàn)了全面和領(lǐng)先。
何徑舟介紹道，百度基于飛槳推出生物計算平臺螺旋槳PaddleHelix，面向藥物研發(fā)、疫苗設(shè)計、精準(zhǔn)醫(yī)療等場景，降低研究人員的AI算法使用門檻，提升研發(fā)效率。螺旋槳PaddleHelix提供化合物和蛋白質(zhì)預(yù)訓(xùn)練模型，能實現(xiàn)基于海量無標(biāo)注數(shù)據(jù)的自監(jiān)督學(xué)習(xí)，同時利用多任務(wù)學(xué)習(xí)，增強模型的泛化能力。
目前，百度已開源螺旋槳PaddleHelix生物計算工具集，提供包括 RNA 二級結(jié)構(gòu)預(yù)測、大規(guī)模的分子預(yù)訓(xùn)練、DTI 藥物靶點親和力預(yù)測以及 ADMET 成藥性預(yù)測等在內(nèi)的新藥研發(fā)和疫苗設(shè)計環(huán)節(jié)的核心能力，幫助生物信息學(xué)、計算機交叉學(xué)科背景的學(xué)習(xí)者、研究者和合作伙伴更便利地進行科學(xué)研究和應(yīng)用探索。未來，螺旋槳PaddleHelix算法模型將持續(xù)升級、開源，促進整個生物醫(yī)藥行業(yè)的算法創(chuàng)新，實現(xiàn)AI價值普惠。
在算力層面，百度智能芯片總經(jīng)理歐陽劍在此次中國生物計算大會上分享道，要通過算力更好地賦能生物醫(yī)藥新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，唯一的辦法是找到新的路徑，從工藝、架構(gòu)、系統(tǒng)、軟件多個層面，拉出一條新的有效算力的增長曲線。
在底層架構(gòu)創(chuàng)新上，百度歷時十年打造，推出中國第一款自研云端全功能AI芯片“昆侖”，提供512GB/s的內(nèi)存帶寬，能夠在150W的功耗下提供高達260TOPS的能力，是業(yè)內(nèi)設(shè)計算力最高的AI芯片，目前服務(wù)數(shù)十個客戶。而即將量產(chǎn)的昆侖第2代芯片，采用更先進的7nm的工藝，增強了對并行計算和生物計算的支持。昆侖2代相對1代性能提升了3倍，同時內(nèi)置安全引擎，確保模型安全、高性能視頻轉(zhuǎn)化，為生物計算領(lǐng)域提供好的基礎(chǔ)計算平臺。
百度在生物計算領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)實力在抗擊新冠肺炎疫情中發(fā)揮了重要的作用。2020年疫情爆發(fā)伊始，百度研究院立即宣布向各基因檢測機構(gòu)、防疫中心及全世界科學(xué)研究中心免費開放線性時間算法 LinearFold 以及世界上現(xiàn)有最快的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測網(wǎng)站，以提升新型冠狀病毒RNA空間結(jié)構(gòu)預(yù)測速度，從而助力疫情防控。
同年5月，百度又推出全球首個 mRNA 疫苗基因序列設(shè)計算法 LinearDesign，能在16分鐘內(nèi)大大提升疫苗設(shè)計的穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)表達水平，從而有效解決了mRNA疫苗研發(fā)中最重要的穩(wěn)定性問題，加速疫苗研發(fā)速度。
在本次中國生物計算大會上，李彥宏表示，“在生命健康這個最關(guān)鍵的領(lǐng)域，哪怕投入再大、風(fēng)險再高、周期再長，我們也要堅決地做。生命科學(xué)沒有盡頭，只有盡力。”由此，百度在生物計算上的投入決心可見一斑。
百度之所以能有底氣投身到生命科學(xué)“無人區(qū)”中，來自于百度多年積累的技術(shù)實力和完整AI生態(tài)。百度正在打造AI新型基礎(chǔ)設(shè)施，以百度大腦核心技術(shù)實現(xiàn)自主創(chuàng)新，以百度飛槳打造開源生態(tài)，以量子計算、生物計算等前沿技術(shù)描繪未來藍圖，打造云計算鋪設(shè)的智能經(jīng)濟高速公路，從而推動智能交通、智慧城市、智慧金融、智慧能源、智慧醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)智能化升級。根據(jù)CIC報告，到目前為止，百度也是唯一一家開發(fā)了從芯片設(shè)計到深度學(xué)習(xí)框架以及應(yīng)用程序級AI功能的全棧AI功能的中國公司。
談及對生物計算未來的憧憬，李彥宏表示“我們希望用AI技術(shù)，縮短藥物研發(fā)的時間，降低藥物的副作用，減輕患者的巨大醫(yī)療負擔(dān)，為每一個生命爭取更多的可能性。”有決心、有實力，百度在AI生物計算上的路，還將走的更遠。
