Un sistema basato sull’IA per rilevare segni di vita con il 90% di precisione
Un sistema basato sull’IA per rilevare segni di vita con il 90% di precisioneUn gruppo di scienziati statunitensi ha sviluppato un sistema basato sull’intelligenza artificiale in grado di rilevare segni di vita con una precisione del 90%. Questo sistema può distinguere tra materiali biologici e abiotici. Questo ha importanti implicazioni per la comprensione delle origini della vita sulla Terra e su Marte e per la rilevazione della vita extraterrestre, potenzialmente trasformando l’astrobiologia.
Il sistema e la sua precisione
Il sistema dimostra una precisione del 90% nel distinguere tra campioni biologici e non biologici. L’umanità è alla ricerca della vita su altri pianeti, ma come la riconosceremo quando la vedremo? Ora un team di scienziati negli Stati Uniti ha creato un sistema di intelligenza artificiale in grado di identificare segni di vita su altri pianeti con una precisione del 90%.
Il lavoro è stato recentemente presentato per la prima volta agli scienziati alla conferenza di geo-chimica Goldschmidt a Lione il 14 luglio, dove ha ricevuto una buona accoglienza da parte degli altri ricercatori nel campo. I dettagli sono stati anche recentemente pubblicati sulla rivista peer-reviewed PNAS.
Le parole del ricercatore principale
Il ricercatore principale, il professor Robert Hazen, del Geophysical Laboratory dell’Istituto Carnegie e della George Mason University, ha dichiarato: “Questo è un significativo progresso nelle nostre capacità di riconoscere i segni biochimici della vita su altri mondi. Apre la strada all’uso di sensori intelligenti su navicelle spaziali senza equipaggio per cercare segni di vita”.
La ricerca della vita
Dagli anni ’50, gli scienziati sanno che, date le giuste condizioni, mescolando semplici sostanze chimiche si possono formare alcune delle molecole più complesse necessarie per la vita, come gli aminoacidi. Da allora, molti altri componenti necessari per la vita, come i nucleotidi necessari per creare il DNA, sono stati rilevati nello spazio. Ma come sappiamo se questi sono di origine biologica, o se sono stati prodotti da un altro processo abiotico nel tempo? Senza saperlo, non sappiamo se abbiamo rilevato la vita.
Il metodo di ricerca
Gli scienziati hanno utilizzato metodi di pirolisi gas-cromatografia spettrometria di massa (GCMS) testati da NASA per analizzare 134 campioni vari di carbonio da cellule viventi, campioni degradati dall’età, combustibili fossili geologicamente processati, meteoriti ricchi di carbonio e composti organici sintetizzati in laboratorio e miscele.
59 di questi erano di origine biologica (biotica), come un chicco di riso, un capello umano, petrolio grezzo, ecc. 75 erano di origine non biologica (abiotica), come composti sintetizzati in laboratorio come gli aminoacidi, o campioni da meteoriti ricchi di carbonio. I campioni sono stati prima riscaldati in un ambiente privo di ossigeno, che provoca la decomposizione dei campioni (un processo noto come pirolisi).
Analisi e risultati
I campioni trattati sono stati poi analizzati in un GC-MS, un dispositivo analitico che separa la miscela nelle sue parti componenti e poi le identifica. Utilizzando una serie di metodi di apprendimento automatico, i dati tridimensionali (tempo/intensità/massa) di ogni campione abiotico o biotico sono stati utilizzati come sottoinsiemi di addestramento o di test, che hanno portato a un modello in grado di prevedere la natura abiotica o biotica del campione con una precisione superiore al 90%.
Implicazioni e prospettive future
Il professor Hazen ha continuato: “Ci sono alcune implicazioni interessanti e profonde che derivano da questo lavoro. Prima di tutto, possiamo applicare questi metodi a campioni antichi da Terra e Marte, per scoprire se erano una volta vivi. Questo è ovviamente importante per cercare se c’era vita su Marte, ma può anche aiutarci ad analizzare campioni molto antichi dalla Terra, per aiutarci a capire quando la vita è iniziata.
Significa anche che a un livello profondo, la biochimica e la chimica non biologica sono in qualche modo diverse. Questo probabilmente significa anche che potremmo essere in grado di distinguere una forma di vita da un altro pianeta, da un’altra biosfera, da quelle che conosciamo sulla Terra. Questo significa che se troviamo vita altrove, possiamo dire se la vita sulla Terra e su altri pianeti proviene da un’origine comune (panspermia), o se avrebbero avuto origini diverse.
Ciò che ci ha davvero sorpreso è stato che abbiamo addestrato il nostro metodo di apprendimento automatico su solo due attributi – biotico o abiotico - ma il metodo ha scoperto 3 popolazioni distinte – abiotica, biotica vivente e biotica fossile – in altre parole, poteva distinguere i campioni fossili da campioni biologici più recenti. Questa scoperta sorprendente ci dà ottimismo che altri attributi come la vita fotosintetica o gli eucarioti (cellule con un nucleo) potrebbero essere anche distinti.
In sintesi, questo studio è solo l’inizio di quello che potrebbe diventare un approccio ampiamente utile per estrapolare informazioni da miscele organiche enigmatiche”.