В новой работе, опубликованной в журнале "Proceedings of the National Academy of Sciences", описываются попытки использования новой техники машинного обучения – решения задач с помощью алгоритмов – для определения биологического или небиологического происхождения образца с точностью до 90%.

"Этот обычный аналитический метод способен произвести революцию в поиске внеземной жизни и углубить наше понимание происхождения и химического состава самой ранней жизни на Земле", – сказал д-р Роберт Хейзен (Robert Hazen) из Института Карнеги, который был одним из руководителей исследования. "Это открывает путь к использованию интеллектуальных датчиков на роботизированных космических аппаратах, посадочных платформах и вездеходах для поиска признаков жизни до возвращения образцов на Землю".

В скором времени он может быть использован даже на поверхности Марса в составе приборов марсоходов NASA. В настоящее время марсоход Perseverance проводит отбор образцов in-situ (в реальных полевых условиях). "Вполне возможно, что у нас уже есть данные, позволяющие определить наличие на Марсе молекул органической марсианской биосферы", – сказал Хейзен, добавив, однако, что потребуется доработка метода в соответствии с протоколами NASA.

Значение для поиска жизни

Исследователи продемонстрировали, что ИИ может различать образцы биотического (растения, животные и бактерии) и абиотического (вода, почва и атмосфера) происхождения.

Новый аналитический метод позволяет обнаружить тонкие различия в молекулярных характеристиках образца путем идентификации его составных частей и определения их молекулярных масс. ИИ был обучен на наборах данных из 134 известных абиотических и биотических образцов.

Это означает, что вскоре ученые смогут по образцам Марса и древней Земли определить, были ли они в прошлом живыми, но при этом выясняется, что биохимия отличается от абиотической органической химии на глубоком уровне.

По данным исследователей, ИИ с точностью до 90% определял образцы, из которых они были получены:

- Живые организмы (современные ракушки, зубы, кости, насекомые, листья, рисовые зерна, волосы человека и клетки, сохранившиеся в мелкозернистых породах).

- Останки древней жизни, измененные в результате геологической переработки (уголь, нефть, янтарь и богатые углеродом окаменелости).

- Образцы, имеющие абиотическое происхождение (например, чистые лабораторные химические вещества, такие как аминокислоты).

"Эти результаты означают, что мы, возможно, сможем найти форму жизни на другой планете, в другой биосфере, даже если она будет сильно отличаться от жизни, известной нам на Земле", – сказал Хейзен. "И если мы найдем признаки жизни в другом месте, то сможем определить, была ли жизнь на Земле и других планетах результатом общего или различного происхождения".

Подарок для астробиологов

Предполагается, что новая методика, управляемая ИИ, вскоре "прольет свет" на происхождение черных отложений возрастом 3,5 млрд лет, обнаруженных в Западной Австралии, которые могут содержать (а могут и не содержать) древнейшие ископаемые микробы Земли. Она также может быть полезна в биологии, палеонтологии и археологии.

"Многое еще предстоит узнать, но однажды версия их системы следующего поколения вполне может полететь на Марс и оценить возможность существования жизни на красной планете, в то время как ее земные аналоги будут освещать древность жизни на нашей планете", – сказал Эндрю Х. Кнолл (Andrew H. Knoll), Fisher-профессор естественной истории и заслуженный профессор-исследователь наук о Земле и планетах кафедры органической и эволюционной биологии Гарвардского университета. Он назвал эту работу "подарком для астробиологов".

Джейми Картер