L-AI tħaffef l-iskoperta xjentifika: Ix-xjenzat li qatt ma jorqod

• awtur:
• isem awtur

  Quantumrun Foresight
• Diċembru 12, 2023

Sommarju tal-għarfien

L-AI, speċjalment pjattaformi bħal ChatGPT, qed taċċellera b'mod sinifikanti l-iskoperta xjentifika billi tawtomatizza l-analiżi tad-dejta u l-ġenerazzjoni tal-ipoteżi. Il-kapaċità tagħha li tipproċessa ammonti vasti ta 'dejta xjentifika hija kruċjali għall-avvanz ta' oqsma bħall-kimika u x-xjenza tal-materjali. L-IA kellha rwol ċentrali fl-iżvilupp tal-vaċċin COVID-19, li teżemplika l-kapaċità tagħha għal riċerka rapida u kollaborattiva. Investimenti f'superkompjuters "exascale", bħall-proġett tal-Fruntieri tad-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti, jenfasizzaw il-potenzjal tal-AI biex imexxi skoperti xjentifiċi fil-kura tas-saħħa u l-enerġija. Din l-integrazzjoni tal-AI fir-riċerka tippromwovi kollaborazzjoni multidixxiplinarja u ttestjar rapidu tal-ipoteżi, għalkemm tqajjem ukoll mistoqsijiet dwar l-implikazzjonijiet etiċi u tal-proprjetà intellettwali tal-AI bħala ko-riċerkatur.

L-AI tħaffef il-kuntest tal-iskoperta xjentifika

Ix-xjenza, fiha nfisha, hija proċess kreattiv; ir-riċerkaturi jridu jespandu l-imħuħ u l-perspettivi tagħhom b’mod kostanti biex joħolqu mediċini ġodda, applikazzjonijiet kimiċi, u innovazzjonijiet tal-industrija b’mod ġenerali. Madankollu, il-moħħ tal-bniedem għandu l-limiti tiegħu. Wara kollox, hemm aktar forom molekulari konċepibbli milli hemm atomi fl-univers. Ħadd ma jista' jeżaminahom kollha. Din il-ħtieġa li tiġi esplorata u ttestjata d-diversità infinita ta 'esperimenti xjentifiċi possibbli mbuttat lix-xjenzati biex jadottaw kontinwament għodod ġodda biex jespandu l-kapaċitajiet investigattivi tagħhom—l-aħħar għodda hija l-intelliġenza artifiċjali.
 
L-użu tal-AI fl-iskoperta xjentifika qed jiġi mmexxi (2023) minn netwerks newrali profondi u oqfsa ġenerattivi tal-AI li kapaċi jiġġeneraw għarfien xjentifiku bl-ingrossa mill-materjal ippubblikat kollu dwar suġġett speċifiku. Pereżempju, pjattaformi ġenerattivi tal-AI bħal ChatGPT jistgħu janalizzaw u jissintetizzaw ammonti vasti ta' letteratura xjentifika, u jgħinu lill-kimiċi fir-riċerka ta' fertilizzanti sintetiċi ġodda. Is-sistemi tal-IA jistgħu jgħarblu databases estensivi ta’ privattivi, karti akkademiċi u pubblikazzjonijiet, jifformulaw ipoteżijiet u jiggwidaw id-direzzjoni tar-riċerka.

Bl-istess mod, l-AI tista’ tuża d-dejta li tanalizza biex tfassal ipoteżijiet oriġinali biex twessa’ t-tfittxija għal disinji molekulari ġodda, fuq skala li xjenzat individwali jsib impossibbli li jqabbel. Tali għodod tal-IA meta jkunu akkoppjati ma' kompjuters quantum futuri jkunu kapaċi jissimulaw malajr molekuli ġodda biex jindirizzaw kwalunkwe ħtieġa speċifikata bbażata fuq l-aktar teorija promettenti. It-teorija mbagħad tiġi analizzata bl-użu ta’ testijiet tal-laboratorju awtonomi, fejn algoritmu ieħor jevalwa r-riżultati, jidentifika lakuni jew difetti, u jiġbed informazzjoni ġdida. Jqumu mistoqsijiet ġodda, u għalhekk il-proċess jerġa’ jibda f’ċiklu virtuż. F'xenarju bħal dan, ix-xjentisti jkunu qed jissorveljaw proċessi u inizjattivi xjentifiċi kumplessi minflok esperimenti individwali.

Impatt li jfixkel

Eżempju wieħed ta’ kif l-AI intużat biex tħaffef l-iskoperta xjentifika kien il-ħolqien tal-vaċċin COVID-19. Konsorzju ta' 87 organizzazzjoni, li jvarjaw mill-akkademja sa ditti tat-teknoloġija, ippermetta lir-riċerkaturi globali jaċċessaw superkompjuters (apparati b'kapaċitajiet ta' kompjuters b'veloċità għolja li jistgħu jmexxu algoritmi ML) biex jużaw l-AI biex jgħarblu dejta u studji eżistenti. Ir-riżultat huwa skambju ħieles ta 'ideat u riżultati ta' esperiment, aċċess sħiħ għal teknoloġija avvanzata, u kollaborazzjoni aktar mgħaġġla u preċiża. Barra minn hekk, l-aġenziji federali qed jirrealizzaw il-potenzjal tal-IA biex tiżviluppa malajr teknoloġiji ġodda. Pereżempju, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti (DOE) talab lill-Kungress għal baġit sa USD $ 4 biljun fuq 10 snin biex jinvesti f'teknoloġiji tal-IA biex tingħata spinta lill-iskoperti xjentifiċi. Dawn l-investimenti jinkludu superkompjuters “exascale” (kapaċi li jwettqu volumi għoljin ta’ kalkoli).

F'Mejju 2022, DOE kkummissjona lid-ditta tat-teknoloġija Hewlett Packard (HP) biex toħloq l-aktar superkompjuter exascale veloċi, Frontier. Is-superkompjuter huwa antiċipat li jsolvi l-kalkoli ML sa 10x aktar malajr mis-superkompjuters tal-lum u jsib soluzzjonijiet għal problemi li huma 8x aktar kumplessi. L-aġenzija trid tiffoka fuq skoperti fid-dijanjosi tal-kanċer u l-mard, enerġija rinnovabbli, u materjali sostenibbli. 

DOE ilu jiffinanzja ħafna proġetti ta 'riċerka xjentifika, inklużi atom smashers u sekwenzar tal-ġenoma, li rriżultat fl-aġenzija li tmexxi databases enormi. L-aġenzija tittama li din id-dejta xi darba tista’ tirriżulta fi skoperti li jistgħu javvanzaw il-produzzjoni tal-enerġija u l-kura tas-saħħa, fost oħrajn. Mill-deduzzjoni ta' liġijiet fiżiċi ġodda għal komposti kimiċi ġodda, AI/ML huwa mistenni li jagħmel ix-xogħol qawwi li jneħħi l-ambigwitajiet u jżid iċ-ċansijiet ta' suċċess fir-riċerka xjentifika.

Implikazzjonijiet tal-AI li tħaffef l-iskoperta xjentifika

Implikazzjonijiet usa' ta' l-AI li tħaffef l-iskoperta xjentifika jistgħu jinkludu: 

• L-iffaċilitar tal-integrazzjoni mgħaġġla tal-għarfien f'dixxiplini xjentifiċi differenti, it-trawwim ta' soluzzjonijiet innovattivi għal problemi kumplessi. Dan il-benefiċċju jinkoraġġixxi kollaborazzjoni multidixxiplinarja, li jgħaqqad għarfien minn oqsma bħall-bijoloġija, il-fiżika u x-xjenza tal-kompjuter.
• L-AI qed tintuża bħala assistent tal-laboratorju għal skopijiet kollha, li tanalizza settijiet ta' dejta vasti ħafna aktar malajr mill-bnedmin, u dan iwassal għal ġenerazzjoni u validazzjoni ta' ipoteżi aktar mgħaġġla. L-awtomazzjoni tal-kompiti ta 'riċerka ta' rutina se tillibera lix-xjenzati biex jiffokaw fuq problemi kumplessi u janalizzaw testijiet u riżultati tal-esperimenti.
• Riċerkaturi li jinvestu biex jagħtu kreattività lill-AI biex jiżviluppaw il-mistoqsijiet u s-soluzzjonijiet tagħhom stess għal inkjesti xjentifiċi f'diversi oqsma ta' studju.
• L-aċċellerazzjoni tal-esplorazzjoni spazjali hekk kif l-AI se tgħin fl-ipproċessar tad-dejta astronomika, l-identifikazzjoni ta 'oġġetti ċelesti, u l-ippjanar tal-missjonijiet.
• Xi xjenzati jinsistu li l-kollega tagħhom tal-AI jew il-ko-riċerkatur għandhom jingħataw id-drittijiet tal-awtur intellettwali u l-krediti tal-pubblikazzjoni.
• Aktar aġenziji federali li jinvestu fis-superkompjuters, li jippermettu opportunitajiet ta 'riċerka dejjem aktar avvanzati għal laboratorji tax-xjenza tal-università, aġenzija pubblika u tas-settur privat.
• Żvilupp aktar mgħaġġel tad-droga u skoperti fix-xjenza tal-materjali, il-kimika u l-fiżika, li jistgħu jwasslu għal varjetà infinita ta 'innovazzjonijiet futuri.

Mistoqsijiet biex tikkummenta dwarhom

• Jekk int xjenzat jew riċerkatur, l-organizzazzjoni tiegħek kif qed tuża l-AI fir-riċerka?
• X'inhuma r-riskji potenzjali li jkollok l-AI bħala ko-riċerkaturi?