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144 | 專訪台大教授陳倩瑜:用人工智慧建立台灣基因資料庫

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「人類未來可以根據自己的基因,選擇預防或聽天由命。」
走走專訪:台大生物電機工程學系教授陳倩瑜。(顏麟宇攝)
文/蕭紫菡(特約撰稿人)
(原文發佈於2022年4月29日)

2009年,台灣魔圍棋程式MoGoTW與職業九段的棋王周俊勳,以三局九路對弈當中,棋王飲恨一局。而在2016年,被英國人工智慧公司DeepMind 開發的程式AIphaGo AI打敗的南韓圍棋棋王李世乭,在接受媒體訪問時說,因見識到無法被擊敗的AI,促使他有了退休念頭。

陳倩瑜在AI這條路上,則是越走越深。國立台灣大學生物機電工程學系教授陳倩瑜,也是台灣AI Labs的基因團隊夥伴。近二十年來,致力鑽研以AI了解生命科學,透過有效的資料分析,產出對未來的醫療及農業都有所幫助的研究結果。

「人類未來可以根據自己的基因,選擇預防或聽天由命。」

「過去二十年,生物資訊的資料量已累積得相當驚人,已不是一個人用眼睛看,或單純用Excel整理就能完成分析。」陳倩瑜說。

生物技術在近年有突破性的發展,生物學家不再像以前一樣,一輩子只研究一種蛋白質或一種基因,現在的技術,已可同時看到上萬個基因或其於個體中的各種變化,包括隨著身體機能的成長衰退,分子如何產生不同的行為。

「因此,透過資訊技術的幫忙,通過資料分析,把資料變成有意義的資訊,再變成知識。整個抽絲剝繭的過程就需要AI的技術,當資料轉為有用知識後,對整個醫療、農業、產業、經濟,都會帶來大幅影響。」

例如,存在於生物體中的蛋白質,本來很不容易觀察到,除非做一些耗時的實驗,去年開始,AI突破性地做到了,所有蛋白質結構都可以用電腦算出來,甚至整個生命科學都受到動搖。 

陳倩瑜說,研究最後都會來到一個關鍵點,DNA的改變如何影響個體行為?不限物種,某些方法一旦做到,它不是只有對人類有幫助,對細菌、病毒的所有蛋白質結構預測都可獲得。

例如,人類的DNA受損時,會產生疾病,在研究上,就會透過AI演算觀察DNA分子發生突變時,生物系統如何運作?問題是如何發生的?如何預防治療?發生時有沒有什麼方法挽救?例如,為什麼有些昆蟲攝入農藥會死,有些不會?為什麼有些疫苗對某些人有效,某些人無效?為什麼有些生長於高海拔的動物有某些身體特徵?這些問題,透過AI分析DNA的資料,都有機會獲得解答。

「我們的研究,若能對疾病風險有更深入的了解,就能幫助人們選擇預防,或者選擇聽天由命。現在已經來到一個時間點,人類未來可以根據自己的基因,事先知道吃這藥對自己有效或無效,就能選擇。」 

20220316-台大生物電機工程學系教授陳倩瑜專訪。(顏麟宇攝)

「永遠不要放棄尋找什麼是適合你的,就像尋找伴侶一樣。」 

繁雜的研究過程相當耗時,且每個專案通常都會遇到困難,若不是由衷熱愛,恐怕很難一走二十年。

「其實,我從小是學音樂的。」陳倩瑜笑說,雖然在表演上沒有表現得很好,但在充滿邏輯的「樂理」上卻覺得充滿趣味。而一方面因為手不夠大,在樂器的學習路上感到挫折;另一方面,國中後,她在數理上的表現開始比一般人好,國二後,她就轉到普通班,一路參加比賽、考試,保送台中女中。

考大學時,很多同學要考醫科,但,當時的她,覺得生物是個要「背」的科目,她喜歡的還是具邏輯思考性的數理。因此,後來選擇了台大電機工程學系。 

畢業後,出國攻讀史丹佛大學電機工程學研究所,回國後的她,一直以為,自己的未來就是當工程師。回國後,她先在硬體IC設計廠服務,沒想到,這份工作成了她人生的重要轉折。

「我發現自己無法每天到一個固定的地方,重複做類似的事,卻不再常有新東西學習。那時我才發現我很喜歡學新東西,把消化完的資訊跟大家分享,透過分享我能從回饋中得到快樂。求學過程當助教時我似乎就有這特質,只是當時我並不知道。」

工作一年後,她決定辭職,回到校園繼續進修,當時,她觀察到未來社會對軟體工程師有大量需求,上百萬的電晶體設計不只是靠聰明的腦袋,還加上很好的軟體,因此,她後來選擇攻讀台大資工博士班,結合軟體與資料分析,從此踏上資料科學的道路。

在攻讀博士的過程中,她接觸了分子生物學這門知識,發現透過量測、進入系統、再把模型建立後做預測的過程⋯⋯原以為靠死背的生物對她而言變得很有趣,並且把數理一起整合了進來,兩件事搭在一起,成了她想探索的新領域。

「我感覺自己真正的學習是從那時開始——更明確去追尋自己想要的,從被動轉為主動學習。並非每個人都要從職場回到學校念書,但我鼓勵每個同學,應意識到你的學習不會在某個階段就結束,人生要學習的還非常多,找工作也不需要一次到位,永遠不要放棄尋找什麼是適合你、你也喜歡的工作,就像尋找伴侶一樣。而這一切不會從天上掉下來,一定要嘗試才知道。」

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