Ανάπτυξη και εφαρμογή παραγωγικών ανταγωνιστικών δικτύων (Generative advarsarial networks, “GANs”) σε βιολογικά δεδομένα
Loading...
Date
2025-10-19
Authors
Χατζηνικολάου, Μάρκος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
H Τεχνητή Νοημοσύνη έχει μετασχηματίσει ραγδαία πολλά επιστημονικά πεδία και τα Παραγωγικά Ανταγωνιστικά Δίκτυα (GANs) αποτελούν μια αποτελεσματική τεχνική για τη δημιουργία συνθετικών δεδομένων που είναι αδιαχώριστα από τα αληθινά. Αν και τα GANs έχουν χρησιμοποιηθεί κυρίως στη παραγωγή εικόνων, οι πιθανές τους εφαρμογές στο να παραγάγουν βιολογικές ακολουθίες παραμένει ως επί των πλείστων ανεξερεύνητη. Επειδή η διαδικασία προσκόμισης αλληλουχιών και ορθού χαρακτηρισμού τους μέσω ετικετών είναι δαπανηρή και χρονοβόρα, υπάρχει μια διαρκής έλλειψη επισημασμένων σύντομων ακολουθιών RNA, ζήτημα που πραγματεύεται η παρούσα διατριβή.
Η προσέγγιση που προτείνουμε βασίζεται σε GANs, για την παραγωγή των υποψηφίων συνθετικών ακολουθιών RNA που είναι βιολογικά υλοποιήσιμες προσφέροντας μια επεκτάσιμη και οικονομικότερη εναλλακτική λύση στην συνήθης προσκόμιση συνόλων δεδομένων. Τρεις διακριτές προσεγγίσεις εφαρμόστηκαν σε διάφορα στάδια λειτουργίας των GANs -πριν, κατά τη διάρκεια, και μετά τη δημιουργία- με στόχο τη βέλτιστη απόδοση, και η ακρίβεια και η αποδοτικότητά τους αξιολογήθηκαν συστηματικά.
Τα αποτελέσματα που συλλέξαμε δείχνουν ότι τα βελτιστοποιημένα GANs μπορούν να παραγάγουν συνθετικές ακολουθίες RNA κατάλληλες για μελλοντική χρήση σε πειράματά, μειώνοντας σημαντικά τα εμπόδια που προκύπτουν από περιορισμένα σύνολα δεδομένων. Η εργασία αυτή θέτει μια μεθοδολογική βάση για μελλοντικές εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης στην έρευνα που βασίζεται σε ακολουθίες και αναδεικνύει τις δυνατότητες των γενετικών μοντέλων στη βιοπληροφορική.
Description
Keywords
Μηχανική μάθηση, Νευρωνικά δίκτυα, Παραγωγικά ανταγωνιστικά δίκτυα, Βιοπληροφορική