百度LinearDesign算法解决mRNA疫苗研发难题 获公益盛典“点名”表扬

7月23日，题为“共迎网络新时代，共创产业新未来”的第十九届中国互联网大会在云端开启，作为大会压轴大戏的公益盛典在25日晚如期而至。对于参加的企业而言，能被公益盛典“点名”是一件极具荣耀的事，它相当于中国互联网行业标志性事件的年度表彰大会，对推动公益行动、尤其是在这次新冠疫情中表现突出的企业给予高度肯定。百度LinearDesign算法的推出就是五大标志性事件之一，百度集团副总裁、深度学习技术及应用国家工程实验室副主任吴甜在现场讲述了它解决的疫苗研发难题，以及应用于生物医药领域的重要价值。

公益盛典分设为四个主题：“风雨同舟”、“勇立潮头”、“心手相连”、“荣耀未来”，与之相对应的是——中国互联网行业在本次抗疫中的非凡表现;年度行业风向标及技术创新;互联网公益发展中的小人物大情怀;互联网助力扶贫攻坚、期许美好未来等四部分内容。百度LinearDesign算法就是“勇立潮头”主题中的一大亮点。

LinearDesign算法关注度“爆表”的重要原因是它解决了一个“世界性”难题。在全球科学家被如何找到最优的疫苗序列，提高疫苗稳定性和有效性困扰时，百度研究院给出了答案——新算法LinearDesign。为什么一项AI算法能引发生物领域的广泛关注，根本原因是它所应用的动态规划算法可以将mRNA序列搜索时间从亿万亿年降低到分钟级。

在新冠病毒的刺突蛋白序列上的计算机模拟实验表明，LinearDesign能够设计出结构最稳定的序列，而且设计时间只需要1个半小时。如果采用线性时间近似算法，所需时间可以进一步缩短到11分钟。对此，罗彻斯特大学教授、RNA生物中心主任David Mathews给出了极高的评价:“LinearDesign算法设计了一组结构更稳定的序列，并使用翻译效率高的密码子，它高效的运行速度是序列设计的关键，这些设计序列可以通过实验检验它们作为疫苗的效果。”

解决困扰世界难题LinearDesign是基于今年1月底百度研究院对外开放的线性时间算法LinearFold升级而来。LinearFold预测RNA二级结构的速度堪称全球最快，整个分析时间能够从55分钟缩短至27秒，提速120倍。

其实，百度研究院用人工智能技术开展基因分析、RNA二级结构相关的研究可以追溯到更早。吴甜在盛典中谈到,“百度在AI领域深耕和布局多年，积累了非常深厚的AI技术能力。百度研究院早在2018年就开始研究LinearFold、LinearPartition等算法，希望与不同领域进行深度的融合，助力产业转型发展”。 这些研究成果在业内受到广泛重视，并相继被计算生物学领域顶级会议ISMB接收。

吴甜表示，LinearDesign算法是百度AI技术在生命科学研究方向上极具代表性的一次尝试,也是百度AI技术积累及经验的产物。疫情爆发后百度研究院第一时间成立专项技术小组，开展了一系列的AI、生物抗疫工作。短短3个月，完成了新的LinearDesign 的mRNA设计算法，并且获得了多个疫苗公司和机构的关注和合作意向。1月底2月初，为了支持国家抗疫工作，百度派驻专人到中国疾病预防控制中心，进行专项跟进，支持抗疫工作。在此过程中，百度发现，AI能力和生物信息的紧密联合，在病毒分析、疫苗研发方面对中国疾病预防控制中心有非常重要的价值。因此，百度牵头与中国疾病预防控制中心联合成立了"中国CDC应急技术中心-百度基因测序工作站"，展开长期战略性抗疫支持工作。

今年6月，北京新发地突发疫情时，CDC工作站在样本接收后10个小时即完成了北京四个样本的全基因组测序，功不可没。中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所病毒病应急技术中心主任、博士研究员谭文杰表示：“我们想把百度在mRNA二级结构的预测上的优势，转化成将来疫苗的生产和研发。未来还能服务于其他任何未知的、新发的传染病的防控。”吴甜也谈到，百度将在深度和广度两个维度上，继续依托在AI算法领域的深耕优势，深化与学术界和生物制药企业的合作。

百度AI在此次疫情中的快速响应，侧面反映了其前沿技术实力与行业深度结合的能力。吴甜透露，新算法的研究借鉴了自然语言处理技术(NLP)领域的算法思想，而百度在NLP领域有非常深厚的积累和沉淀。吴甜作为百度NLP十年发展参与者和见证者之一，投身参与了各种AI核心技术、产品的研究与发展，在AI技术与产业的相互促进的过程中，百度拥有越来越多优质产品及技术成果。

关于人工智能未来发展，吴甜表示，各行各业都在AI技术的红利中享受产业融合带来的全新价值。比如智能客服，它可以提供亲切、耐心和专业的客户服务;医疗领域，AI技术助力医护人员，为病患提供更优质的服务。可以预见，随着新技术的加持，如百度大脑、飞桨等AI平台在更加广泛的应用，各行各业都可以拥有平台化、生态化的生产模式，加速各产业智能化进程。正如百度CTO王海峰在2020中国互联网大会中所讲，百度正在利用领先的AI技术帮助企业建立竞争优势，并支持中国制造业实现智能化升级。