Ученые из Института Карнеги, Университета Пердью и Университета Джона Хопкинса создали тест на основе искусственного интеллекта, позволяющий быстро оценить инопланетные образцы на наличие признаков жизни. Хотя их модель пока тестировалась только на земных образцах, есть надежда, что она будет использована для анализа образцов, собранных марсоходом "Curiosity".

В новом тесте используется комбинация пиролизной газовой хроматографии и масс-спектрометрии с ионизацией электронным ударом, называемая Pyr-GC-El-MS. Сочетание этих методов позволяет ученым разбивать небольшие фрагменты образца (весом примерно 100 микрограмм), и определять из каких элементов он состоит, независимо от молекулярной массы этих соединений. Это делает тест «агностическим» и его можно использовать на биотических (органических) или абиотических (неорганических) образцах. 

Все результаты электронной масс-спектрометрии традиционно заносятся в базу данных, где они сопоставляются с известными органическими и неорганическими соединениями. Но когда целью является обнаружение жизни на других планетах, известные соединения оказываются весьма полезными — в конце концов, инопланетная биология может включать в себя соединения, которые мы не наблюдали здесь, на Земле. Следуя этим рассуждениям, тест исследователей не ищет конкретные молекулы; вместо этого он ищет крошечные различия в распределении и разнообразии молекул и их соединений. Предполагается, что эти закономерности в биотических образцах с Земли и других планет будут схожими, даже если конкретные молекулы различаются.

График, показывающий сравнение абиотических и биотических образцов с помощью нового теста.

Выявление и сравнение этих закономерностей требует обширной работы, что делает эту задачу идеальной для искусственного интеллекта. Исследователи использовали Pyr-GC-EI-MS для анализа 134 известных образцов, содержащих углерод: от зубов, угля, ракушек и горючих сланцев до углеродистых метеоритов и чистых синтетических химикатов. Затем они обучили модель искусственного интеллекта отображать молекулярные закономерности, обнаруженные в каждом из образцов. Для проверки модели исследователи добавляли новые образцы. Модель ИИ могла различать биотические и абиотические образцы с точностью 90% и даже начала сортировать биотические образцы на категории «живые» и «ископаемые». 

«Биологические организмы на других планетах могут не производить идентичные или даже в целом схожие наборы органических молекул с теми, которые обнаружены в современной земной биологии», — пишут исследователи в своей статье для Proceedings of the National Academy of Sciences. «Напротив, мы предполагаем, что инопланетные биохимические системы, которые могут существенно отличаться от земной биохимии, все равно будут демонстрировать молекулярные распределения частот, отличные от фоновых абиотических синтетических процессов... Мы предполагаем, что эти типы различий между биотическими и абиотическими наборами молекул могут быть обнаружены и количественно оценены с помощью наших методов».

Новая модель ИИ уже адаптирована для космических полетов, и есть надежда, что когда-нибудь она поможет марсоходам искать признаки внеземной жизни.