近年來(lái),納米材料與技術(shù)因其在藥物遞送、診斷、成像及疫苗開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),已被廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐。諸如金納米粒子、聚合物膠束以及脂質(zhì)納米粒子等,已獲批用于臨床診斷,或在磁共振成像、癌癥化療及抗病毒疫苗開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。盡管前景廣闊,納米材料合成的耗時(shí)性、對(duì)納米-生物相互作用理解的不足,以及臨床轉(zhuǎn)化和商業(yè)化過(guò)程中的成本控制等問(wèn)題,成為了制約納米材料與技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。
機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning, ML),作為人工智能的一個(gè)重要分支,專(zhuān)注于構(gòu)建能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并自主決策的模型。它涵蓋了監(jiān)督學(xué)習(xí)(如邏輯回歸、KNN、隨機(jī)森林等)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)(如k-means、層次聚類(lèi)等)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)(如自訓(xùn)練、協(xié)同訓(xùn)練)以及強(qiáng)化學(xué)習(xí)(如馬爾可夫決策過(guò)程、Q-學(xué)習(xí))等多種方法。憑借其在處理耗時(shí)任務(wù)和結(jié)果感知任務(wù)上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),ML有望為納米診療劑及其策略的發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。
圖1、論文首頁(yè)截圖。
圖2、ML輔助納米材料合成。
圖3、ML輔助理解納米相互作用。
圖4、ML輔助納米診療應(yīng)用。
本論文既強(qiáng)調(diào)了ML輔助納米診療的獨(dú)特機(jī)遇,也指出了該領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)。盡管我們正處于大數(shù)據(jù)時(shí)代,但納米診療的數(shù)據(jù)對(duì)于ML建模來(lái)說(shuō)仍然相對(duì)匱乏,需要投資收集專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)集或生成模擬數(shù)據(jù)。同時(shí),納米診療數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性,需要整合多模態(tài)和多尺度數(shù)據(jù),這可通過(guò)多種策略加以克服。此外,ML模型的“黑箱”性質(zhì)限制了對(duì)生物機(jī)制和臨床結(jié)果的理解,需要開(kāi)發(fā)新的策略來(lái)解決這一問(wèn)題。因此,ML輔助納米治療診斷中最核心、最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)在于迫切需要大量、可靠且注釋良好的數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練ML模型。在未來(lái),數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、納米技術(shù)、材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的專(zhuān)家需要攜手合作,以更好地利用人工智能促進(jìn)納米診療的發(fā)展。
原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41565-024-01753-8
- 天大封偉教授團(tuán)隊(duì) Adv. Mater.:當(dāng)仿生設(shè)計(jì)遇見(jiàn)機(jī)器學(xué)習(xí) - 未來(lái)智能熱管理材料 2025-05-17
- 中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所 AM: 發(fā)明“機(jī)器學(xué)習(xí)增強(qiáng)試錯(cuò)法” - 實(shí)現(xiàn)橡膠配方高效、極限優(yōu)化,已應(yīng)用于高技術(shù)裝備制造 2025-03-14
- 山西師大崔小靜 ACS Sensors:機(jī)器學(xué)習(xí)輔助熱電水凝膠實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)面部感知 2025-01-11
- 溫州醫(yī)科大學(xué)沈賢/南開(kāi)大學(xué)齊跡 AFM:納米催化劑協(xié)同放大增強(qiáng)AIEgen的光診療性能用于癌癥免疫治療 2024-02-22
- 蘇州大學(xué)鐘志遠(yuǎn)教授課題組在聚多肽納米診療試劑上取得新進(jìn)展 2019-10-16
- 東華大學(xué)朱利民教授團(tuán)隊(duì):前藥封孔的生物可降解介孔納米診療劑用于多模態(tài)成像引導(dǎo)的腫瘤協(xié)同治療 2019-05-23
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 新政·AI智控·增效三重賦能...
- 2025重慶橡塑展亮點(diǎn)劇透,行...
- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...