Aktuell

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

Große Fortschritte bei Proteinfaltung

Die Google-Tochter DeepMind hat mit dem Programm AlphaFold in einem internationalen Wettbewerb zur Berechnung von Proteinstrukturen einen Durchbruch erzielt. Bei dem Wettbewerb ging es darum, aus einer Abfolge von Aminosäuren die dreidimensionale Struktur des Proteins vorherzusagen, denn die Form ist entscheidend für die biologische Funktion des Proteins. Wegen der riesigen Zahl möglicher Konfigurationen ist das rechentechnisch jedoch extrem schwierig.

Mithilfe eines tiefen neuronalen Netzes konnte AlphaFold die dreidimensionale Faltungsstruktur von 70 der im Wettbewerb zu lösenden 100 Proteinsequenzen so präzise vorhersagen wie Experimentatoren, die gleichzeitig Vorhersagen auf der Basis von experimentellen Verfahren ablieferten. AlphaFold erzielte erstmals in drei Viertel aller Fälle rund 90 von hundert möglichen Punkten. Technische Details sind jedoch noch nicht bekannt – eine Veröffentlichung steht noch aus.

Deep Minds KI kann komplexe Proteinstrukturen wie diese berechnen.

Foto: Senior AW, Evans R, Jumper J, et al.

Experten verwiesen zudem darauf, dass ein wesentlicher Schritt zum Verständnis von Proteinen darin liege, die Änderung ihrer Struktur bei der Wechselwirkung mit anderen Molekülen – zum Beispiel in Membranen – zu verstehen. Davon ist auch AlphaFold noch sehr weit entfernt.

WOLFGANG STIELER

App des Monats

Krakel mit Sinn

Computer sind – einem alten Nerd-Witz zufolge – Geräte, mit denen man Probleme lösen kann, die man ohne sie nicht hätte. Auf handschriftliche Notizen trifft dieser Witz zu: Zwar gibt es seit Jahren Tablets mit Stiften. Handschriftliche Notizen aber digital weiterzu–verwenden, ist noch immer nicht befriedigend gelöst.

Was MyScript mit seiner Notiz-App Nebo vorlegt, kommt einer Lösung allerdings schon verblüffend nahe: Nebo ist nicht nur in der Lage, meine krakelige Handschrift zu entziffern. Zum Konzept der App gehört ebenfalls eine handschriftliche Bedienung: Nicht erkannte oder falsch geschriebene Wörter überkritzelt man einfach, um sie zu löschen; ein senkrechter Strich teilt eine Zeile, und ein Strich von unten nach oben verbindet zwei Wörter. Zudem versteht die App auch mathematische Formeln und erkennt Diagramme.

Die iOS-App Nebo erkennt selbst hastig hingekritzelte Notizen.

Die gute Erkennungsleistung ist einer Technologie namens „Interactive Ink“ geschuldet. Die Software registriert die einzelnen Striche beim Schreiben und versucht vorherzusagen, welcher Buchstabe das werden soll. Aus einem statistischen Sprachmodell erzeugt sie dann eine Prognose zum folgenden Buchstaben – ähnlich wie bei akustischer Sprachverarbeitung.

Auf diese Weise kann die App aber nur in ihr erzeugte handschriftlichen Notizen erkennen und keine Handschrift aus Bildern analysieren. Dementsprechend fehlt eine Import-Funktion. Immerhin soll Anfang 2021 eine Funktion ergänzt werden, mit der sich pdf-Dateien importieren und annotieren lassen.

WOLFGANG STIELER