Bilim insanları, evrimsel biyolojinin en zorlu problemlerinden birine yapay zeka destekli çözüm geliştirdi. Darwin'in meşhur İspinozlarının kafatası yapılarını inceleyen araştırmacılar, türler arası evrimsel ilişkileri koruyarak yeni 3D biyolojik yapılar üretebilen PhyloSDF adlı bir model tasarladılar.
Geleneksel yöntemlerde, biyolojik açıdan anlamlı 3D yapılar oluşturmak son derece zordur çünkü hem veri sayısı kısıtlıdır hem de üretilen şekillerin türler arasındaki filogenetik ilişkileri yansıtması gerekmektedir. PhyloSDF, bu zorluğu iki önemli yenilikle aşıyor.
İlk yenilik, Filogenetik Tutarlılık Kaybı adı verilen özel bir düzenleme yöntemi içeren DeepSDF otomatik kod çözücüsüdür. Bu sistem, modelin gizli uzamını evrimsel mesafelerle uyumlu hale getiriyor ve Pearson korelasyonunda 0,993 gibi oldukça yüksek bir başarı elde ediyor.
İkinci yenilik ise Artık Koşullu Akış Eşleştirmesi mimarisidir. Bu yaklaşım, üretim sürecini analitik tür-merkez arama ve öğrenilmiş artık tahmin olmak üzere iki faktöre ayırıyor. Böylece model, tür başına sadece 4 örnek gibi az veriyle bile çalışabiliyor.
24 farklı türden 100 mikro-CT taranmış kafatası üzerinde test edilen sistem, Darwin'in İspinozları ve yakın türlerinin morfojik çeşitliliğini başarıyla modelleyebiliyor. Bu çalışma, hesaplamalı evrim biyolojisinde veri kıtlığı sorununun üstesinden gelmek için umut verici bir yol açıyor.