AI ғылыми жаңалықты жылдамдатады: ешқашан ұйықтамайтын ғалым

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Желтоқсан 12, 2023

Түсінікті қорытынды

AI, әсіресе ChatGPT сияқты платформалар деректерді талдауды және гипотезаны құруды автоматтандыру арқылы ғылыми жаңалықтарды айтарлықтай жылдамдатады. Оның үлкен көлемдегі ғылыми деректерді өңдеу қабілеті химия және материалтану сияқты салаларды ілгерілету үшін өте маңызды. Жасанды интеллект COVID-19 вакцинасын жасауда шешуші рөл атқарды, бұл оның жылдам, бірлескен зерттеулер жүргізу мүмкіндігін көрсетті. АҚШ Энергетика министрлігінің «Шекара» жобасы сияқты «exascale» суперкомпьютерлеріне инвестициялар денсаулық сақтау мен энергетикада ғылыми жетістіктерге жетудегі AI әлеуетін көрсетеді. АИ-нің зерттеуге бұл интеграциясы көп салалы ынтымақтастық пен гипотезаны жылдам тексеруге ықпал етеді, дегенмен ол бірлескен зерттеуші ретінде АИ-нің этикалық және зияткерлік меншік салдары туралы сұрақтар тудырады.

AI ғылыми жаңалықтар контекстін жылдамдатады

Ғылым, өз алдына, шығармашылық процесс; зерттеушілер жаңа дәрі-дәрмектерді, химиялық қосымшаларды және жалпы салалық инновацияларды жасау үшін өздерінің ақыл-ойы мен перспективаларын үнемі кеңейтіп отыруы керек. Алайда адам миының өз шегі бар. Өйткені, ғаламдағы атомдардан гөрі ойластырылған молекулалық формалар көп. Олардың барлығын ешкім тексере алмайды. Мүмкін болатын ғылыми эксперименттердің шексіз алуан түрлілігін зерттеу және сынау қажеттілігі ғалымдарды өздерінің зерттеу мүмкіндіктерін кеңейту үшін жаңа құралдарды - жасанды интеллект ең соңғы құралды қабылдауға итермеледі.
 
Ғылыми жаңалықтарда AI-ны қолдану (2023 ж.) терең нейрондық желілер мен белгілі бір тақырып бойынша барлық жарияланған материалдардан ғылыми білімді жаппай генерациялауға қабілетті генеративті AI құрылымдары арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, ChatGPT сияқты генеративті AI платформалары жаңа синтетикалық тыңайтқыштарды зерттеуде химиктерге көмектесе отырып, көптеген ғылыми әдебиеттерді талдап, синтездей алады. Жасанды интеллект жүйелері патенттердің, академиялық мақалалардың және жарияланымдардың ауқымды дерекқорларын електен өткізіп, гипотезаларды құрастырып, зерттеу бағытын бағыттай алады.

Сол сияқты, AI талданатын деректерді жаңа молекулалық конструкцияларды іздеуді кеңейту үшін түпнұсқа гипотезаларды құру үшін пайдалана алады, бұл жеке ғалым сәйкес келу мүмкін емес деп санайды. Мұндай AI құралдары болашақ кванттық компьютерлермен біріктірілген кезде ең перспективалы теорияға негізделген кез келген белгілі бір қажеттілікті шешу үшін жаңа молекулаларды жылдам модельдеуге қабілетті болады. Содан кейін теория автономды зертханалық сынақтар арқылы талданады, мұнда басқа алгоритм нәтижелерді бағалайды, олқылықтарды немесе ақауларды анықтайды және жаңа ақпаратты шығарады. Жаңа сұрақтар туындайды, сондықтан процесс қайталанатын циклде басталады. Мұндай сценарийде ғалымдар жеке эксперименттердің орнына күрделі ғылыми процестер мен бастамаларды бақылайтын болады.

Деструктивті әсер

Ғылыми жаңалықтарды жылдамдату үшін AI қалай қолданылғанының бір мысалы, COVID-19 вакцинасын жасау болды. Академиялық ортадан бастап технологиялық фирмаларға дейінгі 87 ұйымның консорциумы жаһандық зерттеушілерге бар деректер мен зерттеулерді електен өткізу үшін AI пайдалану үшін суперкомпьютерлерге (ML алгоритмдерін іске қоса алатын жоғары жылдамдықты есептеу мүмкіндіктері бар құрылғылар) қол жеткізуге мүмкіндік берді. Нәтиже – идеялар мен эксперимент нәтижелерімен еркін алмасу, озық технологияға толық қол жеткізу және жылдамырақ, дәлірек ынтымақтастық. Одан әрі федералды агенттіктер жаңа технологияларды жылдам дамыту үшін AI әлеуетін іске асыруда. Мысалы, АҚШ Энергетика министрлігі (DOE) ғылыми жаңалықтарды арттыру үшін AI технологияларына инвестициялау үшін Конгресстен 4 жыл ішінде 10 миллиард долларға дейін бюджет сұрады. Бұл инвестицияларға «exascale» (есептеулердің үлкен көлемін орындауға қабілетті) суперкомпьютерлер кіреді.

2022 жылдың мамырында DOE компаниясы Hewlett Packard (HP) технологиялық фирмасына ең жылдам эксклюзивті суперкомпьютер, Frontier жасауды тапсырды. Суперкомпьютер қазіргі суперкомпьютерлерге қарағанда ML есептеулерін 10 есе жылдамырақ шешеді және 8 есе күрделі мәселелердің шешімін табады деп күтілуде. Агенттік онкологиялық аурулар мен ауруларды диагностикалау, жаңартылатын энергия және тұрақты материалдар саласындағы жаңалықтарға назар аударғысы келеді. 

DOE көптеген ғылыми-зерттеу жобаларын қаржыландырды, соның ішінде атомды сындырғыштар мен геномды секвенирлеу, нәтижесінде агенттік ауқымды дерекқорларды басқарды. Агенттік бұл деректер бір күні энергия өндірісі мен денсаулық сақтау саласын ілгерілететін серпілістерге әкелуі мүмкін деп үміттенеді. Жаңа физикалық заңдарды шығарудан жаңа химиялық қосылыстарға дейін, AI/ML екіұштылықтарды алып тастайтын және ғылыми зерттеулерде табысқа жету мүмкіндігін арттыратын негізгі жұмысты жасайды деп күтілуде.

Ғылыми жаңалықтарды жылдамдататын AI салдары

AI ғылыми жаңалықтарды жылдамдатудың кеңірек салдары мыналарды қамтуы мүмкін: 

• Әртүрлі ғылыми пәндер бойынша білімнің жылдам интеграциясын жеңілдету, күрделі мәселелердің инновациялық шешімдерін ынталандыру. Бұл артықшылық биология, физика және информатика сияқты салалардағы түсініктерді біріктіріп, көп салалы ынтымақтастықты ынталандырады.
• AI әмбебап зертханашы ретінде пайдаланылады, үлкен деректер жиынтығын адамдарға қарағанда тезірек талдайды, бұл гипотезаны тезірек жасауға және тексеруге әкеледі. Күнделікті зерттеу тапсырмаларын автоматтандыру ғалымдарды күрделі мәселелерге назар аударуға және сынақтар мен эксперимент нәтижелерін талдауға мүмкіндік береді.
• Зерттеушілер әртүрлі зерттеу салаларындағы ғылыми сұрауларға жеке сұрақтар мен шешімдерді әзірлеу үшін AI шығармашылығын беруге инвестиция салады.
• AI ретінде ғарышты зерттеуді жеделдету астрономиялық деректерді өңдеуге, аспан нысандарын анықтауға және миссияларды жоспарлауға көмектеседі.
• Кейбір ғалымдар AI әріптесіне немесе бірлескен зерттеушісіне зияткерлік авторлық құқықтар мен жарияланым несиелері берілуі керек деп талап етеді.
• Университет, мемлекеттік агенттік және жеке сектордағы ғылыми зертханалар үшін барған сайын жетілдірілген зерттеу мүмкіндіктерін беретін суперкомпьютерлерге көбірек федералды агенттіктер инвестициялайды.
• Болашақ инновациялардың шексіз алуан түріне әкелетін материалтану, химия және физикадағы дәрі-дәрмектің жылдам дамуы және жетістіктері.

Түсініктеме беруге арналған сұрақтар

• Егер сіз ғалым немесе зерттеуші болсаңыз, сіздің ұйымыңыз зерттеуде AI-ны қалай пайдаланады?
• Бірлескен зерттеушілер ретінде AI болуының ықтимал тәуекелдері қандай?