/
ИИ для научных исследований: 7 практических кейсов, демонстрирующих использование нейросетей в науке

ИИ для научных исследований: 7 практических кейсов, демонстрирующих использование нейросетей в науке

ИИ для научных исследований: 7 практических кейсов, демонстрирующих использование нейросетей в науке
Nov 25, 2025
Время чтения: 3 минуты
Просмотров: 10

В последние годы искусственный интеллект в науке перешагнул рамки чистого эксперимента. Нейросети закрепились как постоянный рабочий инструмент. С их помощью можно находить релевантные статьи, систематизировать данные, моделировать эксперименты.

Наиболее действенным результат оказывается, если использовать нейросети для науки в связке, не ограничиваясь одним инструментом. Например:

  • Perplexity поможет подобрать подходящие ссылки, Gemini позволит структурировать и визуализировать информацию;
  • GPT-5.1 не оставит без поддержки в том, что касается анализа.

Рассмотрим на практике, как работает этот нейросетевой «симбиоз» в агрегаторе GPTunneL.

Лучшие нейросети для науки: преимущества инструментов

Научный R&D действует почти всегда по одному и тому же алгоритму: поиск источников, их анализ, работа с информацией, подготовка статьи. Искусственный интеллект в науке и образовании помогает ускорить эти процессы, если, конечно, нейросетевые инструменты подобраны правильно.

  • GPT-5.1: центральное звено аналитики. Его мощностей хватает на длинные цепочки рассуждений, он может собрать статистику, оформить выводы в понятную, логичную статью;
  • Claude 4.5 Sonnet: исполняет роль беспристрастного рецензента. Он устанавливает, насколько выводы логичны, оценивает методологию, отыскивает противоречивые утверждения, безапелляционно подчеркивает несостоятельность определенных аргументов;
  • Gemini 3.0 Pro: мощная нейросеть, которой под силу обработать большие датасеты, написать или починить скрипт, изучить изображения или видео экспериментов;
  • Perplexity Sonar Pro: оперативно находит информацию, предоставляет массу кликабельных ссылок;
  • LLaMA 4 Scout / Mistral Medium 3: вспомогательные нейросети, способные сократить текст без потери смысла, структурировать черновик, который позднее можно будет загрузить в другие инструменты.

Кейс 1. Автоматический обзор литературы по CRISPR

Задача: обзор по эффективности CRISPR-редактирования генома в клетках млекопитающих: поиск → структура → текст → визуализация.

Perplexity – поиск литературы

Промпт:

«Найди 10–15 актуальных публикаций (2020–2025) по теме: “Эффективность CRISPR-редактирования генома в клетках млекопитающих”. Для каждой статьи дай:

  • DOI;
  • краткое резюме;
  • метод;
  • основные результаты;
  • ограничения.

Ответ оформи в виде таблицы».

Результат

Perplexity предложил 12 современных публикаций. По каждому источнику нейросеть предоставила DOI/ссылку, лаконичное описание, общие результаты и ограничения. Данные сведены в удобную таблицу, которую можно загружать в другие модели.

Среди минусов – неосторожный подход нейросети. Отбирать действительно релевантные источники, по крайней мере в этом кейсе, пришлось бы вручную. Они есть, но список нужно очистить от информационного «шума». Оценить, как Perplexity справилась с промптом, можно здесь.

Claude – структурирование каркаса

Промпт:

«Структурируй данные по статьям о CRISPR в формате:

  • метод;
  • тип клеток;
  • результаты;
  • ограничения;
  • повторы;
  • противоречия;
  • пробелы в исследованиях».

Результат

Claude сгруппировал статьи по методам, клеточным моделям, результатам и ограничениям. Также ИИ выделил источники с повторяющейся информацией и пробелы в исследованиях. Например, Claude подчеркнул, что пока неясно, какими могут оказаться долгосрочные последствия при редактировании генома в клетках.

Важно помнить, что модель не проверила достоверность источников – она «поверила» тому, чем с ней «поделился» Perplexity. Пример работы нейросети в этом диалоге.

GPT-5.1 – аналитический обзор

Промпт:

  1. «На основе структурированных данных напиши научный обзор (800–1 200 слов) по теме: “Эффективность CRISPR-редактирования генома в клетках млекопитающих”.
  2. Стиль – Nature Reviews.
  3. Включи анализ трендов, ограничений и будущих направлений».

Результат

GPT-5.1 написал связный обзор, где разобрал методы, результаты, ограничения и перспективы. Модель умеет четко придерживаться заданной структуры, а также не перевирает предоставленные факты. Текст по стилю близок к небольшой статье в научном журнале.

Стоит, правда, отметить, что с объемом GPT-5.1 перестарался. Текст нужно сокращать вручную. Либо можно попросить ИИ сделать его более лаконичным. А прочитать нейрообзор можно, пройдя по ссылке.

Gemini – визуальное сравнение методов

Промпт:

«Построй тепловую карту:

  • строки – методы CRISPR;
  • столбцы – эффективность, точность, безопасность, простота и клинический потенциал.

Оцени каждый параметр качественной меткой».

Результат

Gemini сделал ровно то, что запрашивали. Он оценил методы по критериям точности, эффективности, безопасности и т. д. Каждую оценку модель сопроводила пояснением.

В итоге получилась удобная иллюстрация для слайда презентации или в статью. Однако есть нюанс: все оценки – это скорее комментарии, а не характеристики с числовыми показателями. А значит, далеко не каждое исследование сможет на них опереться. Чтобы оценить работу нейросети, заходите сюда.

Кейс 2. Гипотезы по микробиому и метформину

Задача: из запроса сделать проверяемую гипотезу, дизайн исследования, критику и простую модель.

GPT-5.1 – гипотезы и дизайн

Промпт:

  1. «Сгенерируй 5 проверяемых научных гипотез о влиянии состава микробиома на усвоение метформина у взрослых.
  2. Дай механизм, экспериментальный дизайн, данные, показатели и критерии статистической значимости».

Результат

GPT-5.1 предлагает несколько гипотез, например связь бактерии Akkermansia с ответом на метформин. Также модель описывает когорту, точки измерений, биомаркеры и основные статистические критерии.

В результате получился рабочий черновик протокола. Однако важно знать, что дизайн оказался несколько перегруженным и без фактического расчета мощности. А это может стать угрозой при реальном клиническом исследовании. Ознакомиться с гипотезами вы можете тут.

Claude – критика и усиление протокола

Промпт:

«Проверь гипотезы на научную корректность.

Укажи:

  • сильные стороны;
  • слабые стороны;
  • биологические ограничения;
  • возможные ошибки дизайна».

Результат

Claude проанализировал каждый блок, указал конфаундеры (диета, антибиотики, ИПП, генетика), композиционность данных микробиома и необходимость расчета мощности и фазового дизайна. Предлагает более строгий протокол клинических исследований.

Ответ оказался очень подробным, но в дальнейшем информацию нужно структурировать и расставить предложения по приоритетности. Увидеть результат можно здесь.

Mistral – публикации под гипотезу

Промпт:

«Найди исследования (с DOI) 2020–2025, подтверждающие или опровергающие предложенные гипотезы о влиянии микробиома на усвоение метформина. Дай краткие цитаты».

Результат

Mistral:

  • подобрал несколько источников;
  • предоставляет DOI;
  • прописывает цитаты из источников.

Тем не менее выборка довольно ограничена. А значит, ее нужно дополнять самостоятельно или при помощи других нейросетей. Результат в этом чате.

Gemini – простая статистическая модель

Промпт:

«Создай простую статистическую модель (линейная регрессия), связывающую состав микробиома и концентрацию метформина в крови. Опиши переменные и ограничения модели».

Результат

Gemini описал множественную регрессию с зависимой переменной «концентрация метформина» и предикторами по дозе, составу микробиома, SCFA, eGFR и питанию. Также модель отмечает ограничения.

Но следует отметить, что нейросеть предлагает информацию на уровне концепта – без кода и без учета композиционной природы микробиомных данных. Если хотите ознакомиться с результатами работы ИИ, добро пожаловать!

Кейс 3. Статистический анализ климатического временного ряда

Задача: обработать глобальный температурный ряд, построить модели и аккуратно их проверить.

Gemini – очистка и первичный тренд

Промпт:

«Вот датасет Global Temperature Time Series.

  • Очисти данные.
  • Удали пропуски.
  • Стандартизируй значения.
  • Построй первичный тренд».

Результат

Gemini действительно удаляет пропуски, выводит среднее значение по годам, выполняет стандартизацию (Z-score) и строит линейный тренд с 10-летним скользящим средним.

В итоге мы получили чистый код, который можно перенести в локальную систему. Однако Gemini не позволяет проверить автокорреляцию, стационарность. Также модель не обосновывает выбранное окно сглаживания. Оценить работу ИИ можно здесь.

LLaMA – регрессия, ARIMA, Prophet

Промпт:

«Проведи статистический анализ:

  • регрессия;
  • ARIMA;
  • Prophet;
  • выбросы;
  • проверка значимости трендов.

Сформируй научные выводы».

Результат

LlaMA построил линейную регрессию (значимый тренд), подобрал ARIMA (1,1,1), запустил Prophet и выделил выбросы по Z-score.

Однако не все данные оказались обоснованными. Пример можно увидеть тут.

Claude – методологическая проверка

Промпт:

«Проверь корректность анализа:

  • верны ли модели;
  • нет ли ошибок в выводах;
  • какие альтернативные методы нужны».

Результат

Claude указал на необходимость ADF-теста, анализа ACF/PACF, проверки структурных сдвигов, использования HAC-ошибок и тестов Манна-Кендалла. Кроме того, ИИ предложил использовать более гибкие модели: полином, GAM.

Также нейросеть написала код для дальнейшего анализа. Claude сгенерировал развернутый ответ, однако вычленять из него полезную информацию придется самостоятельно. А здесь – пример.

Gemini – визуализации

Промпт:

«Построй графики:

  • тренд по десятилетиям;
  • ARIMA прогноз;
  • Prophet прогноз;
  • Выбросы.

Результат

Gemini построил коробчатую диаграмму по десятилетиям, графики прогнозов ARIMA/Prophet с доверительными интервалами и график выбросов на основе остатков. Визуализации легко читаются, подходят для статьи или отчета. Посмотреть результат стараний ИИ можно в этом чате.

Кейс 4. Анализ микроскопических изображений HeLa

Задача: показать, как модели могут ошибаться и как другая модель исправляет биологическую интерпретацию.

GPT-5.1 – первичный анализ изображения

Промпт:

«Проанализируй загруженное изображение клеток HeLa. Выдели клетки, ядра, измерь размеры, плотность и морфологию».

Результат

GPT-5.1:

  • подробно описал «ядра», «цитоплазму», плотность культуры;
  • предложил план морфометрии (ImageJ, пороги, измерения);
  • ошибся в самом базовом – принял SEM/3D-рендер за флуоресцентную микроскопию и неверно интерпретировал рельеф как ядра и органеллы;
  • в результате сформулировал некорректный отчет.

Подробнее здесь и здесь.

Claude – биологическая валидация

Промпт:

«Проверь биологическую точность анализа GPT».

Результат

Claude правильно определил, что на изображении SEM/3D-рендер, а не флуоресценция, реинтерпретировал структуру: субконфлюэнтная культура, выраженные выросты, миграция, умеренная гетерогенность. Нейросеть отметила, что по одному кадру нельзя исключить или подтвердить апоптоз. Пример можно посмотреть здесь.

Кейс 5. Автоматизация химического протокола (аспирин)

Задача: проверить, как нейросети для научных исследований помогают автоматизировать типовой синтез – от протокола до расчета выхода.

Mistral – генерация протокола

Промпт:

«Составь протокол синтеза ацетилсалициловой кислоты из салициловой кислоты и уксусного ангидрида для выхода 5 г продукта. Укажи:

  • массы;
  • растворители;
  • температуру;
  • время;
  • механизм;
  • меры безопасности».

Результат

Mistral выдал полный учебный протокол с расчетом масс, условиями реакции, осаждением, перекристаллизацией, описанием механизма и базовыми мерами безопасности. Стехиометрия задана так, что уксусный ангидрид потенциально будет введен с разумным избытком. Однако блок о технике безопасности слишком общий. Ознакомиться с протоколом можно по ссылке.

LLaMA – проверка химии и безопасности

Промпт:

«Проверь химическую корректность протокола, укажи неточности, риски и ошибки безопасной работы».

Результат

LlaMA подтвердил корректность стехиометрии, показал, что лимитирующий реагент – салициловая кислота, а ангидрид в избытке, и подчеркнул риски работы с уксусным ангидридом и концентрированной H₂SO₄. Кроме того, нейросеть указала, что средства индивидуальной защиты и вытяжка критически необходимы. В то же время в блоке о мерах безопасности нет ничего об утилизации отходов и работе с горячим этанолом. А подробный протокол – в этом диалоге.

GPT-5.1 – расчет выходов

Промпт:

«Рассчитай теоретический, практический и ожидаемый выход реакции».

Результат

GPT-5:

  • пересчитал количество вещества по стехиометрии;
  • получил теоретический выход ≈5,02 г;
  • дал диапазон ожидаемого выхода 80–90 % (4,0–4,5 г), с формулами для пересчета под реальную массу продукта.

Правда, расчет не учитывает фактические технологические потери и работает только в контексте «чистой» стехиометрии. А здесь – наглядный пример.

Кейс 6. Автоматическое написание IMRaD-статьи

Задача: автоматически сгенерировать статью, оценить ее достоверность, используя разные нейросети.

GPT-5.1 – генерация IMRaD

Промпт:

«Напиши IMRaD-статью “Сравнение LoRA, QLoRA и полного дообучения на небольших наборах данных медицинских изображений”, 500 слов, стиль Nature Methods, с ограничениями».

Результат

GPT-5.1 предлагает правильную структуру:

  • с введением;
  • методами;
  • результатами;
  • обсуждениями;
  • блоком ограничений.

Текст выглядит реалистично, однако нет конкретных метрик, архитектуры, гиперпараметров и описания датасетов. Прочитать имитацию научной статьи вы можете тут.

Claude – строгая проверка текста

Промпт:

«Проверь статью на научную корректность, логические ошибки, слишком общие утверждения и формулировки, требующие источников».

Результат

Claude сработал как полноценный рецензент. Он отметил отсутствие:

  • архитектуры;
  • функции потерь;
  • гиперпараметров;
  • ROC-кривых;
  • статистических тестов;
  • характеристик датасетов.

Выделила модель и противоречия в выводах. Кроме того, ИИ предложил конкретные доработки. Прочитать анализ вы можете, открыв этот чат.

Perplexity – DOI под ключевые тезисы

Промпт:

«Найди публикации 2020–2025 (с DOI), которые подтверждают ключевые утверждения статьи».

Результат

Perplexity нашел множество статей по теме, предоставил DOI и лаконичные выдержки. Подборка доступна по этой ссылке

Кейс 7. Мультимодальный анализ данных физического эксперимента (затухающий осциллятор)

Контекст: CSV с измерениями t(s), x(mm) для груза на пружине, задача – извлечь параметры колебаний и оценить корректность модели.

Gemini – первичный анализ CSV

Промпт:

«Вот CSV-файл с измерениями затухающего гармонического осциллятора: t(s), x(mm).

Проанализируй данные:

  • построй график x(t);
  • оцени частоту, период, коэффициент затухания γ;
  • оцени амплитуду в начале эксперимента;
  • определи, линейно ли экспоненциальное затухание в логарифмическом масштабе;
  • оцени качество эксперимента (шум, выбросы).

Дай все промежуточные вычисления».

Результат

Gemini построил затухающую косинусоиду, нашел пики и нули, оценил период ≈0,75 с, частоту ≈1,3 Гц, коэффициент затухания γ≈1,55 c⁻¹ и показал, что ln(A(t)) почти линейна при низком уровне шума.

При этом модель игнорирует тот факт, что со временем период меняется, а значит, характеристика системы как линейной неверна. А познакомиться с нейрофизиком можно здесь.

GPT-5.1 – модель и параметры осциллятора

Промпт:

«Рассчитай параметры затухающего гармонического осциллятора по экспериментальному CSV.

  • Среднюю угловую частоту ω.
  • Частоту f.
  • Коэффициент затухания γ (через линейную аппроксимацию ln(A(t))).
  • Добротность Q.
  • Построй аналитическую модель x(t) и сравни ее с экспериментом.
  • Оцени расхождение модели и данных (RMSE). Дай формулы, подстановки, итоговые вычисления и краткий вывод о соответствии данных теории».

Результат

GPT-5.1 произвел запрошенные расчеты. Однако модель не учла, что параметры постоянными быть не могут – период и затухание зависят от амплитуды. Чтобы ознакомиться с расчетами, проходите сюда.

Claude – проверка математики и методики

Промпт:

«Проверь корректность расчетов параметров осциллятора: ω, f, γ, Q и RMSE.

Проверь:

  • корректность формул;
  • корректность извлечения амплитудной огибающей;
  • правильность логарифмической аппроксимации;
  • ошибки моделирования;
  • статистические ошибки.

Предложи корректировки модели».

Результат

Claude продемонстрировал, что период заметно уменьшается, γ меняется с амплитудой, а ω растет при падении амплитуды, и переоценил параметры (ω≈8,5 рад/с, γ≈1,7 c⁻¹, Q≈2,4) с учетом всех экстремумов.

Дополнительно ИИ предложил нелинейную модель с амплитудно-зависимыми ω(A) и γ(A) и оценил статистические ошибки. Чтобы подробнее изучить расчеты и выводы, добро пожаловать в чат.

Заключение

Использование искусственного интеллекта в науке – это эффективное решение, которое позволяет быстро разбираться с множеством задач: поиском литературы, ее анализом, составлением статей и визуализаций.

Комбинируя нейросети, вы получите именно тот результат, на который рассчитываете, – обилие релевантных источников, логические выкладки, отсутствие противоречий и составленный по всем правилам научный текст. А агрегатор GPTunneL откроет вам быстрый доступ к GPT, Perplexity, Gemini и другим ИИ-помощникам, ориентированным на разные научные задачи.

Попробовать в GPTunneL