オープンデータとAIは、科学研究のインパクトをどのように高めうるのか

A scientist researcher, wearing protective gear, writes on a box controlling the air quality in the lab at the Thermo Fisher plant, former Novasep, producing COVID-19 vaccines for AstraZeneca in Seneffe, Belgium, February 10, 2021. REUTERS/Yves Herman
The knowledge needed for the next great scientific breakthrough may have already been written. We must make sure it does not go undiscovered.Image: REUTERS/Yves Herman
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  • 新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の危機は、研究開発(R&D)への投資拡大の必要性を浮き彫りにした。

  • パンデミックはまた、人工知能を活用した技術の迅速な開発も後押しした。

  • 研究開発におけるAIの活用は、世界中の何百万人もの科学専門家にとっては、いまだ手の届かないものである。

  • AIによって強化された科学的知見は、世界規模でその影響力を高めるために、民主化され共有されなければならない。

今この瞬間にも、論文としてまとめられた数十年にわたる科学的知見や、電子実験ノートに記録された実験からの洞察が、キーボード入力によって蓄積されている。リポジトリには、その本文の中に次のブレークスルーの鍵を秘めた論文が届く。この瞬間は、世界中で毎日、毎年繰り返されている

次の大きな科学的ブレークスルーに必要な知見は、すでに書かれているのかもしれない。しかし、知見を単に見つけ出すべき単一の項目として扱い、集合知の一部として捉えないツールでは、その発見に至らないおそれがある。

研究開発への世界の支出は年間2兆ドルを超える。2020年には、米国が609.7億ドルを支出して全ての国の中で首位となり、アジアは1,070億ドルを研究開発に支出して全地域の中で首位となった。最近では、米国のジョー・バイデン大統領が、研究への「2,500億ドルの投資」を提案し、研究への支出を米国GDPの2%まで増やす意向を表明した。

COVID-19ワクチンの記録的な速さでの開発は、研究開発への投資拡大の恩恵を浮き彫りにしている。世界的なパンデミックは、世界中の科学コミュニティにおける前例のない協働を生み出し、ウイルスと闘うためのAIを含む技術の急速な進化を引き起こした。

第三次産業革命は、研究開発の成果(データセットや学術論文など、構造化・非構造化された科学的ビッグデータ)のデジタル化された普及への道を切り開いた。第四次産業革命では、第三次産業革命によって促進された科学データの増殖を分析することで、AIが医薬品やゲノムの発見を前進させてきた。

COVID-19が世界中のコミュニティに広がるにつれ、出版社は、本来であれば有料の壁の向こうにあったはずの研究を、次のような取り組みを通じてオープンアクセスで公開した:COVID-19 Open Research Dataset(CORD-19)。科学者たちは、研究にアクセスするだけでなく、AIを活用してコレクション全体での発見を加速するよう呼びかけられた。このコレクションは急速に拡大しており、週に5,000本を超える論文が生み出される時期もあった。

その結果、COVID-19研究向けに複数の検索エンジンが構築された。しかし、これらのツールはコレクション内の文書を見つける能力を向上させたにすぎず、研究そのものの理解を加速させることにはつながらなかった。さらに多くのツールが研究内のトピックを分析・マッピングし、可視化やナビゲーションの補助機能を作り出した。

こうしたプロジェクトは、AIによって民主化された科学的知見がどのような可能性を持つかについて表面をなぞるものではあるが、研究開発における知見を基本的に直線的なものとして捉える視点を大方維持している。研究が行われ、論文が書かれ、その論文はキーワードで補完された後に検索できるよう、リポジトリに保存される。

デジタル資産としての科学的知見の循環性は、Benevolent AIのような企業によって最もよく示されている。同社は、文献を含む資産を分析することで、COVID-19の治療薬を推奨した。この事例では、研究は集合体として捉えられ、導き出された洞察を科学コミュニティに還元していた。その結果、科学者たちは臨床試験を開始する力を得て、デジタル資産となる新たな知見を生み出すことができた。

研究開発におけるデジタル資産の直線的な視点では、知見は互いに切り離された個別の情報へと格下げされてしまう。循環的な視点では、知見は活用不足になったり無駄にされたりするのではなく、集合体から導き出された、さらなる知見を生み出すために再編成され、再利用される。

しかし、AIを活用した医薬品探索企業が用いる技術は、世界中の何百万人もの科学専門家にとっては、いまだ手の届かないものである。高額なコストや、範囲が広すぎる、あるいは狭すぎるといった課題が、利用しにくさを生み出している。研究開発におけるAIの真の可能性が、知見の創出と利用の継続的なフィードバックループにあるのなら、そのインパクトを最大化するために、AIは民主化されなければならない。

各研究者とデジタル資産が、集合知を分析するAI対応のエコシステムに加わることで、循環型イノベーションは最適化される。範囲とコストの障壁を取り除くことで、より多くの研究者が、知見を利用するだけでなく、AIが明らかにしたものの副産物として新たな知見を生み出すことにもアクセスできるようになる。

AIによる分析のために科学的知見を解放し、明らかになった洞察へのアクセスを民主化することで、研究開発のインパクトは飛躍的に高まる。次の治療法への鍵を握る知見の蓄積を明らかにすることが可能となり、それは少数の人々ではなく、多くの人々の手に委ねられる。

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