জীবপ্রযুক্তি গবেষণায় কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা

জীবপ্রযুক্তিতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার (AI) ভূমিকা সাম্প্রতিক সময়ে দ্রুত গুরুত্ব পাচ্ছে। ওষুধশিল্প, স্বাস্থ্যসেবা, পশুপালন কিংবা কৃষি, সবখানেই কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও জীবপ্রযুক্তি একসাথে নতুন দিগন্ত উন্মোচন করছে। দ্রুত এবং অধিকতর নির্ভুল ফলাফল অর্জনের জন্য এখন বায়োটেক খাত নিজ কার্যপদ্ধতি পুনর্নির্মাণ করছে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও মেশিন লার্নিংয়ের সাহায্যে।

জীবপ্রযুক্তি মূলত জীববিজ্ঞানে প্রযুক্তির প্রয়োগ। ওষুধশিল্প এই খাতের সবচেয়ে বড় অংশীদার হলেও, অন্য ক্ষেত্রগুলিও দ্রুত এগিয়ে আসছে। পরিসংখ্যান বলছে, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা-নির্ভর ওষুধ আবিষ্কারে ২০২৫ সালের মধ্যে শুধু ওষুধশিল্পেই প্রায় ৩ বিলিয়ন ডলার বিনিয়োগ করা হবে।

[restrict]

বিগ ডেটা ও ডেটা অ্যানালিটিক্সের শক্তি জীবপ্রযুক্তিকে এক নতুন মোড় দিয়েছে। মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদম, ন্যাচারাল ল্যাঙ্গুয়েজ প্রসেসিং, নিউরাল নেটওয়ার্ক কিংবা উন্নত রোবোটিক্স, সবই আজ কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তায় অন্তর্ভুক্ত হয়ে মানুষের জীবনমান উন্নয়নের অসীম সম্ভাবনা তৈরি করছে। ইতোমধ্যেই নতুন নতুন বায়োটেক প্রতিষ্ঠান বিশ্ববাজারে প্রবেশ করছে, যেখানে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা হয়ে উঠেছে ব্যবসার অবিচ্ছেদ্য অংশ। প্রাপ্ত তথ্য অনুযায়ী, ২০২২ সালের ডিসেম্বর পর্যন্ত বায়োটেক শিল্পে প্রায় ২.৪ বিলিয়ন ডলার ভেঞ্চার ফান্ডিং এসেছে। এর বড় অংশই কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তাকে ঘিরে গড়ে উঠছে।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং বায়োটেক কি জীবন বাঁচাতে পারে?

সোজা কথায়, হ্যাঁ। কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও বায়োটেক একসাথে কাজ করে জীবন বাঁচাতে পারে। এটি সম্ভব হচ্ছে:

• অধিক কার্যকরী ওষুধ তৈরি করে (যার পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া কম বা নেই)
• নির্ভুলভাবে জটিল রোগ নির্ণয় করে
• জিনগত পরিবর্তন শনাক্ত করে জীবন-সংহারী রোগ প্রতিরোধের মাধ্যমে।

সবচেয়ে বড় কথা, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও বায়োটেকের সমন্বয় গবেষক ও প্রতিষ্ঠানগুলিকে ভৌগোলিক সীমানার বাইরে একত্রে কাজ করার সুযোগ দিচ্ছে। ফলে, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা-ভিত্তিক চিকিৎসা প্রযুক্তি ও ওষুধ উদ্ভাবনের মাধ্যমে সরাসরি মানুষের জীবনরক্ষায় অবদান রাখা সম্ভব হচ্ছে।

কীভাবে বায়োটেক শিল্পে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা রূপান্তর ঘটাচ্ছে?

আজকের দিনে বায়োটেক শিল্পের অগ্রগতি নির্ভর করছে বিগ ডেটা, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও মেশিন লার্নিং প্রযুক্তির ওপর। শীর্ষস্থানীয় অনেক বায়োটেক ও ফার্মা প্রতিষ্ঠানের নির্বাহী কর্মকর্তারা মনে করেন, ২০২৩ সাল থেকেই কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা বায়োটেকনোলজিতে এক বিপ্লবী পরিবর্তনের সূচনা করেছে।

গবেষণা, দৈনন্দিন কাজ, তথ্য বিশ্লেষণ, ওষুধ প্রস্তুতকরণ, সব ক্ষেত্রেই কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার করা হচ্ছে। বিশাল ডেটাসেট দ্রুত ও নির্ভুলভাবে প্রক্রিয়াকরণে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা গবেষকদের সহযোগিতা করছে। ফলে পুরো প্রক্রিয়াটি হয়ে উঠছে বহুগুণ গতিশীল ।

মানসিক রোগ নির্ণয় ও চিকিৎসায় কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা

সাম্প্রতিক সময়ে মানসিক অসুস্থতা বিশ্বব্যাপী উদ্বেগজনক হারে বৃদ্ধি পেয়েছে। বর্তমানে পৃথিবীর প্রায় ১৩% মানুষ কোনো না কোনো মানসিক সমস্যায় আক্রান্ত। কোভিড-১৯ মহামারি এই সংকটকে আরও তীব্র করেছে। বিষণ্নতায় আক্রান্ত মানুষের সংখ্যা ১৯৩ মিলিয়ন থেকে বেড়ে দাঁড়িয়েছে ২৪৬ মিলিয়নে (২৮% বৃদ্ধি), আর উদ্বেগজনিত রোগে আক্রান্তের সংখ্যা ২৯৮ মিলিয়ন থেকে বেড়ে হয়েছে ৩৭৪ মিলিয়ন (২৫% বৃদ্ধি)। এখানেই চিকিৎসক ও বিজ্ঞানীদের সহায়তা করতে পারে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা। উন্নত কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রোগ্রাম রোগীর মস্তিষ্কের তরঙ্গ পর্যবেক্ষণ করে সবচেয়ে কার্যকর এন্টিডিপ্রেশেন্ট থেরাপি নির্ধারণে সাহায্য করতে পারে। এমনকি আসক্ত রোগীদের আচরণগত ধারা বিশ্লেষণ করে পুনরায় আসক্ত হওয়ার সম্ভাবনা অনুমান করতেও কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার করা হচ্ছে, যাতে চিকিৎসকেরা আগাম পদক্ষেপ নিতে পারেন।

আরও বড় দিক হলো, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা-নির্ভর পার্সোনালাইজড ওষুধ তৈরি করা সম্ভব হচ্ছে, যা প্রতিটি নির্দিষ্ট রোগীর জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়। সাধারণত, একই রোগের জন্য সব রোগীকে একই ওষুধ দেওয়া হয়। কিন্তু কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার সাহায্যে একজন রোগীর জেনেটিক তথ্য, জীবনযাত্রা এবং অন্যান্য স্বাস্থ্য সম্পর্কিত তথ্য বিশ্লেষণ করে তার জন্য সবচেয়ে কার্যকর ওষুধ বা চিকিৎসার পরিকল্পনা তৈরি করা সম্ভব। এর ফলে চিকিৎসার কার্যকারিতা অনেক বেড়ে যাবে।

ত্রিমাত্রিক প্রোটিন কাঠামো তৈরি

প্রোটিন হলো জীবনের ভিত্তি গঠনে অপরিহার্য চারটি প্রধান বৃহৎ অণুর একটি। বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে প্রোটিনের গঠন চিহ্নিত করতে এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি এবং নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স প্রযুক্তি ব্যবহার করে আসছেন। এখন পর্যন্ত প্রায় ১,৮৭,০০০ প্রোটিন কাঠামো শনাক্ত করে বৈজ্ঞানিক ডাটাবেসে যুক্ত করা হয়েছে। কিন্তু এ প্রক্রিয়া ধীর ও শ্রমসাধ্য, আর অগণিত প্রোটিন এখনও অজানা রয়ে গেছে।

এই সমস্যার সমাধান এনেছে যুক্তরাজ্যভিত্তিক গবেষকদল। তারা তৈরি করেছে আলফাফোল্ড নামে একটি মেশিন লার্নিং প্ল্যাটফর্ম, যা বিদ্যমান ডাটাবেজ ব্যবহার করে প্রোটিন কাঠামোর পূর্বাভাস দিয়ে ত্রিমাত্রিক মডেল তৈরি করতে সক্ষম। প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় অল্প সময়ে এবং অধিক নির্ভুলতায় কাজ সম্পন্ন করে আলফাফোল্ড। এর ফলে বায়োটেক প্রতিষ্ঠানগুলো দ্রুত নতুন প্রোটিন শনাক্ত করতে পারবে এবং সেগুলো ব্যবহার করে কার্যকর ওষুধ আবিষ্কারে সক্ষম হবে। সিস্টিক ফাইব্রোসিস বা মাসকুলার ডিসট্রফির মতো জটিল রোগ নিরাময়ে এ প্রযুক্তি বিশেষ ভূমিকা রাখতে পারে।

জিন কোড শনাক্তকরণ

বায়োটেক গবেষণায় মেশিন লার্নিং বিজ্ঞানীদের শক্তিশালী মডেল তৈরি করতে সাহায্য করছে, যাতে মানব জিনোমকে আরও ভালোভাবে বোঝা যায়। নতুন প্রজন্মের প্রযুক্তি ব্যবহার করে জিন সিকোয়েন্সিং এখন অনেক দ্রুত করা সম্ভব হচ্ছে। প্রচলিত হোমোলজি-ভিত্তিক বিশ্লেষণকে ছাড়িয়ে যাচ্ছে এই বিকল্প পদ্ধতি। CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) প্রযুক্তি জীবন্ত প্রাণীর ডিএনএ বা জিনকে নির্দিষ্টভাবে সম্পাদনা ও পরিবর্তন করতে পারে। এর মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা ক্ষতিকর ব্যাকটেরিওফাজের ডিএনএ শনাক্তের পর তা ধ্বংস করতে সক্ষম হচ্ছেন। পাশাপাশি, রোগীর জিনোম বিশ্লেষণ করে ব্যক্তিকৃত চিকিৎসা (পার্সোনালাইজড মেডিসিন) তৈরি করা সম্ভব হচ্ছে। বংশগত রোগ প্রতিরোধ, কিংবা কোনো পরিবারিক অসুখ ভবিষ্যতে উত্তরাধিকার সূত্রে বাহিত হওয়ার সম্ভাবনা আগেভাগেই শনাক্ত করার ক্ষেত্রে এটি এক বিপ্লবী প্রযুক্তি।

ল্যাবরেটরির সহকারী হিসেবে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এখন ভার্চুয়াল ল্যাব সহকারী, যা শুধু ব্যাকএন্ড কাজই নয়, জটিল ডেটা বিশ্লেষণও সামলাচ্ছে। যেমন, H2O.AI একটি দ্রুত, নির্ভুল এবং ওপেন-সোর্স বিগ ডেটা অ্যানালিটিক্স প্লাটফর্ম। এর পরিসংখ্যানভিত্তিক মডেল ব্যবহার করে গবেষকরা বিশাল ডেটাসেটে প্যাটার্ন শনাক্ত করতে পারেন। গবেষণাগার ও হাসপাতালগুলোতে রোবোটিক প্রযুক্তি ও কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা সহকারী হিসেবে ব্যবহৃত হচ্ছে। এই ক্ষেত্রটি এখন বিকাশমান হলেও, ভবিষ্যতে গবেষণা ও স্বাস্থ্যসেবায় রোবট সহকারীর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা দেখা যাবে।

কীভাবে বায়োটেক খাতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা উদ্ভাবনকে গতিময় করছে?

উদ্ভাবন ও বিশ্লেষণের গতিবৃদ্ধি

গবেষণায় কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এখন অপরিহার্য অংশ। বিশাল ডেটাসেট স্বল্প সময়ে দ্রুত বিশ্লেষণ করতে পারে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা টুল। ল্যাবের প্রাথমিক পর্যায়ে যেখানে বারবার পরীক্ষা চালাতে ও ফলাফল নথিভুক্ত করতে হয়, সেখানে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা দ্রুত রেকর্ড তৈরি করে ভিন্ন ভিন্ন পরীক্ষার সম্ভাব্য ফলাফলও বিশ্লেষণ করে দিতে পারে।

যে তথ্য সংগ্রহ ও বিশ্লেষণে আগে বহু বছর লেগে যেত, এখন কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা তা কয়েক দিন বা ঘণ্টার মধ্যেই সম্পন্ন করছে। প্যাটার্ন শনাক্ত করা থেকে শুরু করে তথ্যের ভুল ধরার মতো পুনরাবৃত্তিমূলক কাজ কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রযুক্তির মাধ্যমে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সম্পন্ন হচ্ছে। এতে গবেষকরা সময় বাঁচিয়ে সরাসরি মূল পরীক্ষার কাজে মনোযোগ দিতে পারছেন।\

নতুন ভ্যাকসিন ও ওষুধ আবিষ্কার

বিশ্বব্যাপী নতুন ভাইরাস ও তার মিউটেট রূপ মানুষের জন্য হুমকি হয়ে দাঁড়াচ্ছে। কোভিড-১৯ মহামারি দেখিয়ে দিয়েছে, কেন দ্রুত ভ্যাকসিন তৈরি করা মানবসভ্যতার জন্য জরুরি। উন্নত কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদম মলিকিউলার ডেটা বিশ্লেষণ করে সঠিক প্রতিষেধক খুঁজে বের করতে পারে, যা ভ্যাকসিন আবিষ্কারের গতি বাড়াচ্ছে।

আগে একটি নতুন ভ্যাকসিন বা ওষুধ তৈরি করতে পাঁচ থেকে দশ বছর সময় লেগে যেত। কিন্তু কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহারে বায়োফার্মা গবেষণায় এই সময়সীমা কমে দাঁড়াচ্ছে মাত্র দুই থেকে তিন বছরে।

শিল্পখাতে জীবপ্রযুক্তির অগ্রগতি

শিল্পখাতেও কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার করে বায়োপলিমারের বিকল্প এবং মলিকিউলার ডিজাইনিং সম্পন্ন করা হচ্ছে। উদাহরণস্বরূপ, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা টুল কোনো অণুর ত্রিমাত্রিক ছবি তৈরি করে তার গঠন সম্পাদনা করতে পারে, যা নতুন রাসায়নিক যৌগ উদ্ভাবনকে সহজ করে। এতে শিল্পক্ষেত্রে নতুন ও উন্নত রাসায়নিক উৎপাদন সম্ভব হচ্ছে।

টেক্সটাইল, জ্বালানি, গাড়ির যন্ত্রাংশ, রাসায়নিক ও বায়োটেক উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠানগুলো কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার করে তাদের উৎপাদন প্রক্রিয়া গতিশীল করছে। এমনকি ঝুঁকিপূর্ণ এলাকায় মানব শ্রমিকের পরিবর্তে স্বয়ংক্রিয় রোবট ব্যবহার করে দুর্ঘটনার ঝুঁকি কমানো সম্ভব হচ্ছে।

কৃষি-জীবপ্রযুক্তিতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা

কৃষিক্ষেত্রে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও বায়োটেকের যৌথ প্রয়োগ এক নতুন বিপ্লবের সূচনা করেছে। জেনেটিক্যালি মোডিফাইড ও হাইব্রিড ফসল এখন আর নতুন কিছু নয়। বিজ্ঞানীরা বলেন, জেনেটিক্যালি মোডিফাইড ফসল তুলনামূলক কম জায়গায় অধিক পরিমাণে উৎপাদিত হয়। কম্পিউটার ভিশন ও ডিপ লার্নিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে মাটির স্বাস্থ্য ও ফসলের অবস্থা পর্যবেক্ষণ করা হচ্ছে। একইসঙ্গে আবহাওয়ার পরিবর্তন, বৃষ্টিপাত বা ঝড়ের পূর্বাভাস দিয়ে কৃষকদের মৌসুম অনুযায়ী সঠিক ফসল বেছে নিতে সাহায্য করছে। এমনকি স্বয়ংক্রিয় যন্ত্র দিয়ে ফসল কাটার মতো শ্রমসাধ্য কাজও এখন রোবট দ্বারা সম্পন্ন করা সম্ভব হচ্ছে।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও মেশিন লার্নিং কি বায়োটেকের ভবিষ্যৎ?

জীবপ্রযুক্তির মেরুদণ্ড হলো গবেষণা ও অগ্রগতি। কিন্তু এ প্রক্রিয়া সময়সাপেক্ষ, শ্রমসাধ্য এবং ব্যয়বহুল। কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা, মেশিন লার্নিং, ডিপ লার্নিং, নিউরাল নেটওয়ার্ক, বিগ ডেটা অ্যানালিটিক্স ইত্যাদি গ্রহণের মাধ্যমে বায়োটেক শিল্প দ্রুত গতিশীল হচ্ছে এবং উৎপাদনশীলতা বাড়াচ্ছে। মানব জীবনের মান উন্নয়নে জীবপ্রযুক্তির প্রভাব এবং সেই প্রক্রিয়ায় কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার ভূমিকা বিবেচনায় নিলে বলা যায়, এখন উন্নত প্রযুক্তি ছাড়া গতি লাভ করা অসম্ভব।

অফশোর ও তৃতীয় পক্ষের কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা সলিউশন প্রোভাইডাররা প্রয়োজনীয় আইটি অবকাঠামো ও ইন্টিগ্রেশন সেবা দিয়ে বায়োটেক প্রতিষ্ঠানগুলোকে প্রযুক্তি গ্রহণে সহায়তা করছে। তাই সন্দেহ নেই, আগামী দিনে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও মেশিন লার্নিংনই হবে বায়োটেকের প্রধান চালিকাশক্তি। বিশ্বের আরও প্রতিষ্ঠান তাদের গবেষণা ও উৎপাদনের প্রতিটি ধাপে এই প্রযুক্তি ব্যবহার করতে শুরু করবে।

বায়োটেকনোলজিতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার ব্যবহার দিন দিন প্রসারিত হচ্ছে। ফার্মাসিউটিক্যাল, কৃষি কিংবা শিল্প, প্রতিটি খাতেই এর প্রয়োগ নতুন সম্ভাবনা তৈরি করছে। সবখানেই কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা কার্যকর প্রমাণিত হচ্ছে।

তথ্যসুত্র-

• Holzinger, A., Keiblinger, K., Holub, P., Zatloukal, K., & Müller, H. (2023). AI for life: Trends in artificial intelligence for biotechnology. New biotechnology, 74, 16-24.
• Oliveira, A. L. (2019). Biotechnology, big data and artificial intelligence. Biotechnology journal, 14(8), 1800613.
• Ali, M., Shabbir, K., Ali, S., Mohsin, M., Kumar, A., Aziz, M., … & Sultan, H. M. (2024). A New Era of Discovery: How Artificial Intelligence has Revolutionized the Biotechnology. Nepal Journal of Biotechnology, 12(1), 1-11.
• The Power of AI in Biotechnology: Revolutionizing Innovation
• The Future of Artificial Intelligence and Biotechnology

[/restrict]