АИ убрзава научно откриће: Научник који никада не спава

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Декабрь 12, 2023

Сажетак увида

АИ, посебно платформе као што је ЦхатГПТ, значајно убрзава научна открића аутоматизацијом анализе података и генерисања хипотеза. Његова способност да обради огромне количине научних података је кључна за напредак у областима попут хемије и науке о материјалима. АИ је одиграла кључну улогу у развоју вакцине против ЦОВИД-19, што је пример њеног капацитета за брза, колаборативна истраживања. Улагања у суперкомпјутере "екзаскала", попут пројекта Фронтиер америчког Министарства енергетике, истичу потенцијал АИ у покретању научних открића у здравству и енергетици. Ова интеграција АИ у истраживање промовише мултидисциплинарну сарадњу и брзо тестирање хипотеза, иако такође поставља питања о импликацијама АИ као коистраживача на етичку и интелектуалну својину.

АИ убрзава контекст научног открића

Наука, сама по себи, је стваралачки процес; истраживачи морају стално да проширују своје умове и перспективе како би створили нове лекове, хемијске примене и индустријске иновације у целини. Међутим, људски мозак има своје границе. На крају крајева, постоји више замисливих молекуларних облика него што има атома у универзуму. Нико их не може све испитати. Ова потреба за истраживањем и тестирањем бесконачне разноликости могућих научних експеримената подстакла је научнике да континуирано усвајају нове алате за проширење својих истраживачких способности – најновије средство је вештачка интелигенција.
 
Коришћење вештачке интелигенције у научним открићима је вођено (2023) дубоким неуронским мрежама и генеративним оквирима вештачке интелигенције који су у стању да генеришу научна сазнања на велико из свих објављених материјала о одређеној теми. На пример, генеративне АИ платформе као што је ЦхатГПТ могу анализирати и синтетизовати огромне количине научне литературе, помажући хемичарима у истраживању нових синтетичких ђубрива. Системи вештачке интелигенције могу да прегледају обимне базе података патената, академских радова и публикација, формулишући хипотезе и усмеравајући правац истраживања.

Слично томе, вештачка интелигенција може да користи податке које анализира да осмисли оригиналне хипотезе како би проширила потрагу за новим молекуларним дизајном, у размери коју би појединачни научник сматрао немогућим да упореди. Такви алати вештачке интелигенције у комбинацији са будућим квантним рачунарима били би способни да брзо симулирају нове молекуле како би одговорили на било коју специфичну потребу на основу теорије која највише обећава. Теорија ће затим бити анализирана коришћењем аутономних лабораторијских тестова, где би други алгоритам проценио резултате, идентификовао недостатке или недостатке и извукао нове информације. Појавила би се нова питања и тако би процес поново почео у врлинском циклусу. У таквом сценарију, научници би надгледали сложене научне процесе и иницијативе уместо појединачних експеримената.

Ометајући утицај

Један пример како је вештачка интелигенција коришћена за убрзање научних открића је стварање вакцине против ЦОВИД-19. Конзорцијум од 87 организација, од академских до технолошких фирми, омогућио је глобалним истраживачима да приступе суперкомпјутерима (уређајима са брзим рачунарским могућностима који могу да покрећу МЛ алгоритме) како би користили АИ за пробирање постојећих података и студија. Резултат је бесплатна размена идеја и резултата експеримента, потпуни приступ напредној технологији и бржа и прецизнија сарадња. Даље, федералне агенције схватају потенцијал вештачке интелигенције за брзи развој нових технологија. На пример, Министарство енергетике САД (ДОЕ) затражило је од Конгреса буџет од до 4 милијарде долара током 10 година за улагање у АИ технологије како би се подстакла научна открића. Ове инвестиције укључују суперкомпјутере „екасцале“ (способне да изврше велике количине прорачуна).

У мају 2022, ДОЕ је наручио технолошку фирму Хевлетт Пацкард (ХП) да направи најбржи суперкомпјутер за ексаскалу, Фронтиер. Очекује се да ће суперкомпјутер решавати МЛ прорачуне до 10 пута брже од данашњих суперкомпјутера и пронаћи решења за проблеме који су 8 пута сложенији. Агенција жели да се фокусира на открића у дијагностици рака и болести, обновљивој енергији и одрживим материјалима. 

ДОЕ је финансирао многе научно-истраживачке пројекте, укључујући разбијаче атома и секвенцирање генома, што је довело до тога да агенција управља огромним базама података. Агенција се нада да би ови подаци једног дана могли довести до открића која могу унапредити производњу енергије и здравствену заштиту, између осталог. Од закључивања нових физичких закона до нових хемијских једињења, очекује се да ће АИ/МЛ обавити тежак посао који би отклонио нејасноће и повећао шансе за успех у научним истраживањима.

Импликације АИ убрзања научних открића

Шире импликације АИ убрзавања научних открића могу укључивати: 

• Омогућавање брзе интеграције знања у различитим научним дисциплинама, подстицање иновативних решења за сложене проблеме. Ова корист би подстакла мултидисциплинарну сарадњу, спајајући увиде из области као што су биологија, физика и рачунарство.
• АИ се користи као лабораторијски асистент за све намене, анализирајући огромне скупове података много брже од људи, што доводи до бржег генерисања хипотеза и валидације. Аутоматизација рутинских истраживачких задатака ће ослободити научнике да се фокусирају на сложене проблеме и анализу тестова и резултата експеримената.
• Истраживачи који улажу у давање АИ креативности да развију сопствена питања и решења за научна истраживања у различитим областима студија.
• Убрзавање истраживања свемира као вештачке интелигенције помоћи ће у обради астрономских података, идентификацији небеских објеката и планирању мисија.
• Неки научници инсистирају на томе да њиховом АИ колеги или коистраживачу треба дати интелектуална ауторска права и заслуге за објављивање.
• Више федералних агенција улаже у суперкомпјутере, омогућавајући све напредније истраживачке могућности за универзитетске, јавне агенције и научне лабораторије приватног сектора.
• Бржи развој лекова и открића у науци о материјалима, хемији и физици, што може довести до бесконачне разноликости будућих иновација.

Питања за коментарисање

• Ако сте научник или истраживач, како ваша организација користи вештачку интелигенцију у истраживању?
• Који су потенцијални ризици да АИ буде коистраживача?