AI აჩქარებს მეცნიერულ აღმოჩენას: მეცნიერი, რომელსაც არასოდეს სძინავს

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• დეკემბერი 12, 2023

Insight რეზიუმე

ხელოვნური ინტელექტი, განსაკუთრებით ისეთი პლატფორმები, როგორიცაა ChatGPT, მნიშვნელოვნად აჩქარებს სამეცნიერო აღმოჩენებს მონაცემთა ანალიზისა და ჰიპოთეზების ავტომატიზაციის გზით. მისი უნარი, დაამუშავოს დიდი რაოდენობით სამეცნიერო მონაცემები, გადამწყვეტია ისეთი სფეროების წინსვლისთვის, როგორიცაა ქიმია და მასალების მეცნიერება. AI-მ გადამწყვეტი როლი ითამაშა COVID-19 ვაქცინის შემუშავებაში, რაც ასახავდა მის შესაძლებლობებს სწრაფი, ერთობლივი კვლევისთვის. ინვესტიციები "exascale" სუპერკომპიუტერებში, როგორიცაა აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტის Frontier პროექტი, ხაზს უსვამს ხელოვნური ინტელექტის პოტენციალს ჯანდაცვისა და ენერგეტიკის სფეროში სამეცნიერო მიღწევების გატარებაში. ხელოვნური ინტელექტის ეს ინტეგრაცია კვლევაში ხელს უწყობს მულტიდისციპლინურ თანამშრომლობას და ჰიპოთეზის სწრაფ ტესტირებას, თუმცა ის ასევე აჩენს კითხვებს ხელოვნური ინტელექტის, როგორც თანამკვლევარის, ეთიკური და ინტელექტუალური საკუთრების გავლენის შესახებ.

AI აჩქარებს სამეცნიერო აღმოჩენების კონტექსტს

მეცნიერება, თავისთავად, შემოქმედებითი პროცესია; მკვლევარებმა მუდმივად უნდა გააფართოვონ თავიანთი გონება და პერსპექტივები, რათა შექმნან ახალი მედიკამენტები, ქიმიური აპლიკაციები და ზოგადად ინდუსტრიის ინოვაციები. თუმცა, ადამიანის ტვინს აქვს თავისი საზღვრები. ყოველივე ამის შემდეგ, არსებობს უფრო წარმოუდგენელი მოლეკულური ფორმები, ვიდრე ატომები სამყაროში. არავის შეუძლია ყველა მათგანის შემოწმება. შესაძლო სამეცნიერო ექსპერიმენტების უსასრულო მრავალფეროვნების შესწავლისა და ტესტირების აუცილებლობამ უბიძგა მეცნიერებს მუდმივად მიეღოთ ახალი ინსტრუმენტები მათი საგამოძიებო შესაძლებლობების გასაფართოებლად - უახლესი ინსტრუმენტი ხელოვნური ინტელექტია.
 
ხელოვნური ინტელექტის გამოყენება სამეცნიერო აღმოჩენებში განპირობებულია (2023) ღრმა ნერვული ქსელებით და გენერაციული AI ჩარჩოებით, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიმუშავონ სამეცნიერო ცოდნის ნაყარი ყველა გამოქვეყნებული მასალისგან კონკრეტულ თემაზე. მაგალითად, გენერაციულ AI პლატფორმებს, როგორიცაა ChatGPT, შეუძლიათ დიდი რაოდენობით სამეცნიერო ლიტერატურის ანალიზი და სინთეზირება, რაც ეხმარება ქიმიკოსებს ახალი სინთეზური სასუქების კვლევაში. ხელოვნური ინტელექტის სისტემებს შეუძლიათ პატენტების, აკადემიური ნაშრომების და პუბლიკაციების ვრცელი მონაცემთა ბაზები, ჰიპოთეზების ფორმულირება და კვლევის მიმართულების წარმართვა.

ანალოგიურად, AI-ს შეუძლია გამოიყენოს ის მონაცემები, რომლებიც აანალიზებს ორიგინალური ჰიპოთეზების შესაქმნელად, რათა გააფართოვოს ახალი მოლეკულური დიზაინის ძიება, იმ მასშტაბით, რომლის შესატყვისი ცალკეული მეცნიერისთვის შეუძლებელი იქნება. ასეთი ხელოვნური ინტელექტის ინსტრუმენტები მომავალ კვანტურ კომპიუტერებთან ერთად შეძლებს ახალი მოლეკულების სწრაფად სიმულაციას ყველაზე პერსპექტიულ თეორიაზე დაფუძნებული ნებისმიერი კონკრეტული საჭიროების დასაკმაყოფილებლად. შემდეგ თეორია გაანალიზდება ავტონომიური ლაბორატორიული ტესტების გამოყენებით, სადაც სხვა ალგორითმი შეაფასებს შედეგებს, გამოავლენს ხარვეზებს ან დეფექტებს და ამოიღებს ახალ ინფორმაციას. გაჩნდებოდა ახალი კითხვები და, შესაბამისად, პროცესი კვლავ სათნო ციკლში დაიწყება. ასეთ სცენარში, ინდივიდუალური ექსპერიმენტების ნაცვლად, მეცნიერები ზედამხედველობას გაუწევენ რთულ სამეცნიერო პროცესებსა და ინიციატივებს.

დამრღვევი გავლენა

ერთი მაგალითი იმისა, თუ როგორ გამოიყენეს ხელოვნური ინტელექტი სამეცნიერო აღმოჩენების დასაჩქარებლად, იყო COVID-19 ვაქცინის შექმნა. 87 ორგანიზაციისგან შემდგარმა კონსორციუმმა, დაწყებული აკადემიური და ტექნიკური ფირმებით დაწყებული, გლობალურ მკვლევარებს საშუალება მისცა წვდომა სუპერკომპიუტერებზე (მოწყობილობებზე მაღალი სიჩქარით გამოთვლითი შესაძლებლობებით, რომლებსაც შეუძლიათ ML ალგორითმების გაშვება), რათა გამოიყენონ AI არსებული მონაცემებისა და კვლევების შესამოწმებლად. შედეგი არის იდეების უფასო გაცვლა და ექსპერიმენტის შედეგები, სრული წვდომა მოწინავე ტექნოლოგიებზე და უფრო სწრაფი, ზუსტი თანამშრომლობა. გარდა ამისა, ფედერალური სააგენტოები აცნობიერებენ AI-ს პოტენციალს ახალი ტექნოლოგიების სწრაფად განვითარებისთვის. მაგალითად, აშშ-ის ენერგეტიკის დეპარტამენტმა (DOE) სთხოვა კონგრესს 4 წლის განმავლობაში 10 მილიარდ აშშ დოლარამდე ბიუჯეტის გამოყოფა ხელოვნური ინტელექტის ტექნოლოგიებში ინვესტიციებისთვის, სამეცნიერო აღმოჩენების გასაძლიერებლად. ეს ინვესტიციები მოიცავს სუპერკომპიუტერებს "exascale" (გათვლების დიდი მოცულობის შესასრულებლად).

2022 წლის მაისში DOE-მ ტექნიკურ ფირმას Hewlett Packard (HP) დაავალა შექმნას უსწრაფესი ეგზამასშტაბიანი სუპერკომპიუტერი Frontier. მოსალოდნელია, რომ სუპერკომპიუტერი გადაჭრის ML გამოთვლებს 10-ჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე დღევანდელი სუპერკომპიუტერები და იპოვის გადაწყვეტილებებს იმ პრობლემებისთვის, რომლებიც 8-ჯერ უფრო რთულია. სააგენტოს სურს ფოკუსირება მოახდინოს კიბოს და დაავადების დიაგნოსტიკის, განახლებადი ენერგიისა და მდგრადი მასალების აღმოჩენებზე. 

DOE აფინანსებს ბევრ სამეცნიერო კვლევით პროექტს, მათ შორის ატომების დამტვრევებს და გენომის თანმიმდევრობას, რის შედეგადაც სააგენტო მართავდა მასიური მონაცემთა ბაზებს. სააგენტო იმედოვნებს, რომ ეს მონაცემები ერთ მშვენიერ დღეს გამოიწვევს გარღვევებს, რომლებიც ხელს შეუწყობს ენერგიის წარმოებას და ჯანდაცვას, სხვათა შორის. ახალი ფიზიკური კანონების გამოყვანიდან ახალ ქიმიურ ნაერთებამდე, AI/ML სავარაუდოდ შეასრულებს უხეში სამუშაოს, რომელიც მოხსნის ორაზროვნებას და გაზრდის წარმატების შანსებს სამეცნიერო კვლევებში.

ხელოვნური ინტელექტის დაჩქარების სამეცნიერო აღმოჩენის შედეგები

ხელოვნური ინტელექტის დაჩქარების სამეცნიერო აღმოჩენის უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

• სხვადასხვა სამეცნიერო დისციპლინებში ცოდნის სწრაფი ინტეგრაციის ხელშეწყობა, რთული პრობლემების ინოვაციური გადაწყვეტის ხელშეწყობა. ეს სარგებელი წაახალისებს მულტიდისციპლინურ თანამშრომლობას, აერთიანებს შეხედულებებს ისეთი სფეროებიდან, როგორიცაა ბიოლოგია, ფიზიკა და კომპიუტერული მეცნიერება.
• ხელოვნური ინტელექტი გამოიყენება როგორც ყველა დანიშნულების ლაბორატორიის ასისტენტი, რომელიც აანალიზებს მონაცემთა უზარმაზარ ნაკრებებს ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე ადამიანები, რაც იწვევს ჰიპოთეზის უფრო სწრაფ წარმოქმნას და დადასტურებას. რუტინული კვლევის ამოცანების ავტომატიზაცია მეცნიერებს გაათავისუფლებს კომპლექსურ პრობლემებზე და ტესტებისა და ექსპერიმენტების შედეგების გაანალიზებაზე.
• მკვლევარები ინვესტიციებს აძლევენ ხელოვნური ინტელექტის კრეატიულობას, რათა განავითარონ საკუთარი კითხვები და გადაწყვეტილებები სამეცნიერო კვლევებისთვის კვლევის სხვადასხვა სფეროში.
• კოსმოსური შესწავლის დაჩქარება, როგორც ხელოვნური ხელოვნური ინტელექტი, ხელს შეუწყობს ასტრონომიული მონაცემების დამუშავებას, ციური ობიექტების იდენტიფიცირებას და მისიების დაგეგმვას.
• ზოგიერთი მეცნიერი დაჟინებით მოითხოვს, რომ მათ AI კოლეგას ან თანამკვლევარს უნდა მიენიჭოს ინტელექტუალური საავტორო უფლებები და გამოქვეყნების კრედიტები.
• მეტი ფედერალური სააგენტო ინვესტირებას ახორციელებს სუპერკომპიუტერებში, რაც საშუალებას აძლევს სულ უფრო და უფრო მოწინავე კვლევის შესაძლებლობებს უნივერსიტეტის, საჯარო სააგენტოს და კერძო სექტორის სამეცნიერო ლაბორატორიებისთვის.
• წამლების უფრო სწრაფი განვითარება და მიღწევები მასალების მეცნიერებაში, ქიმიასა და ფიზიკაში, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სამომავლო ინოვაციების უსასრულო მრავალფეროვნება.

კითხვები კომენტარისთვის

• თუ თქვენ ხართ მეცნიერი ან მკვლევარი, როგორ იყენებს თქვენი ორგანიზაცია AI-ს კვლევაში?
• რა არის პოტენციური რისკები AI, როგორც თანამკვლევა?