L'IA accelera a scuperta scientifica: U scientist chì ùn dorme mai

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  Quantumrun Foresight
• December 12, 2023

Riassuntu insight

L'IA, in particulare e piattaforme cum'è ChatGPT, accelerà significativamente a scuperta scientifica automatizendu l'analisi di dati è a generazione di ipotesi. A so capacità di processà enormi quantità di dati scientifichi hè cruciale per avanzà campi cum'è a chimica è a scienza di i materiali. L'IA hà ghjucatu un rolu cruciale in u sviluppu di a vacuna COVID-19, esemplificandu a so capacità di ricerca rapida è cullaburazione. L'investimenti in supercomputer "exascale", cum'è u prughjettu di u Frontier di u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti, mette in risaltu u putenziale di l'AI in guidà i scontri scientifichi in a salute è l'energia. Questa integrazione di l'AI in a ricerca prumove a cullaburazione multidisciplinaria è a prova rapida di ipotesi, ancu s'ellu suscita ancu dumande nantu à l'implicazioni etiche è di pruprietà intellettuale di l'AI cum'è co-investigatore.

L'IA accelera u cuntestu di scuperta scientifica

A scienza, in sè stessu, hè un prucessu criativu; i circadori anu da espansione constantemente a so mente è e prospettive per creà novi medicini, applicazioni chimiche è innovazioni in l'industria in generale. Tuttavia, u cervellu umanu hà i so limiti. Dopu tuttu, ci sò più forme molecolari cuncepibili chè l'atomi in l'universu. Nisuna persona pò esaminà tutti. Questa necessità di spiegà è pruvà a diversità infinita di pussibuli esperimenti scientifichi hà spintu i scientisti à aduttà continuamente strumenti novi per espansione e so capacità investigative - l'ultimu strumentu hè l'intelligenza artificiale.
 
L'usu di l'AI in a scuperta scientifica hè guidatu (2023) da e rete neurali profonde è quadri di AI generativi capaci di generà cunniscenze scientifiche in massa da tuttu u materiale publicatu nantu à un tema specificu. Per esempiu, e piattaforme AI generative cum'è ChatGPT ponu analizà è sintetizà grandi quantità di letteratura scientifica, aiutendu i chimichi in a ricerca di novi fertilizzanti sintetici. I sistemi AI ponu vagliare una vasta basa di dati di brevetti, documenti accademici è publicazioni, formulendu ipotesi è guidà a direzzione di ricerca.

In listessu modu, l'IA pò aduprà e dati chì analizeghja per inventà ipotesi originali per allargà a ricerca di novi disinni molecolari, à una scala chì un scientist individuali truverà impussibile di cuncurrenza. Tali arnesi di IA quandu accumpagnati cù futuri computer quantistici seranu capaci di simule rapidamente novi molécule per affruntà ogni necessità specifica basatu nantu à a teoria più promettente. A teoria serà poi analizata cù teste di laboratori autonomi, induve un altru algoritmu valuterà i risultati, identificà lacune o difetti, è estrae nova infurmazione. Nuvelle dumande avaristi, è cusì u prucessu principia di novu in un ciculu virtuoso. In un tali scenariu, i scientisti avarianu a supervisione di prucessi è iniziative scientifiche cumplessi invece di esperimenti individuali.

Impact disruptive

Un esempiu di cumu l'AI hè stata aduprata per accelerà a scuperta scientifica hè a creazione di a vacuna COVID-19. Un cunsorziu di 87 urganisazione, chì varieghja da l'accademia à l'imprese tecnulugiche, hà permessu à i circadori glubale di accede à i supercomputer (dispositivi cù capacità di computing d'alta velocità chì ponu eseguisce algoritmi ML) per utilizà l'AI per vagliare i dati è i studii esistenti. U risultatu hè un scambiu liberu d'idee è risultati di l'esperimentu, un accessu cumpletu à a tecnulugia avanzata, è una cullaburazione più veloce è precisa. In più, l'agenzii federali anu realizatu u putenziale di l'AI per sviluppà rapidamente e tecnulugia novi. Per esempiu, u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti (DOE) hà dumandatu à u Cungressu un budgetu di $ 4 miliardi in 10 anni per investisce in tecnulugie AI per spinta e scuperte scientifiche. Questi investimenti includenu supercomputer "exascale" (capace di fà alti volumi di calculi).

In maghju 2022, DOE hà cumandatu à a cumpagnia di tecnulugia Hewlett Packard (HP) per creà u supercomputer exascale più veloce, Frontier. U supercomputer hè previstu per risolve i calculi ML finu à 10 volte più veloce di i supercomputer d'oghje è truvà suluzioni à i prublemi chì sò 8 volte più cumplessi. L'agenzia vole fucalizza nantu à e scuperte in u diagnosticu di u cancer è di e malatie, l'energia rinnuvevule è i materiali sustinibili. 

DOE hà finanziatu parechji prughjetti di ricerca scientifica, cumpresi atom smashers è sequencing genome, chì hà risultatu in l'agenzia a gestione di basa di dati massivi. L'agenzia spera chì sta dati puderia un ghjornu risultatu in innovazioni chì ponu avanzà a pruduzzione energetica è l'assistenza sanitaria, frà altri. Da deduce novi leggi fisichi à novi cumposti chimichi, AI / ML hè previstu di fà u travagliu più grossu chì caccià l'ambiguità è aumentà e chance di successu in a ricerca scientifica.

Implicazioni di l'IA chì acceleranu a scuperta scientifica

Implicazioni più larghe di a scuperta scientifica accelerata di l'AI pò include: 

• Facilità l'integrazione rapida di a cunniscenza in diverse discipline scientifiche, favurendu soluzioni innovative à prublemi cumplessi. Stu benefiziu incuraghjeria a cullaburazione multidisciplinare, mischjendu insights da campi cum'è a biologia, a fisica è l'informatica.
• L'IA hè aduprata cum'è un assistente di laboratoriu universale, analizendu vasti set di dati assai più veloce di l'omu, purtendu à a generazione è a validazione di ipotesi più veloci. L'automatizazione di e attività di ricerca di rutina liberarà i scientisti per fucalizza nantu à prublemi cumplessi è analizà e teste è i risultati di l'esperimentu.
• I ricercatori chì investenu in dà a creatività AI per sviluppà e so dumande è suluzioni à e dumande scientifiche in diversi campi di studiu.
• Accelerazione di l'esplorazione spaziale cum'è l'IA aiuterà à trasfurmà e dati astronomichi, identificà l'uggetti celesti, è pianificà missioni.
• Certi scientisti insistendu chì u so cullegu AI o co-investigatore deve esse datu i diritti d'autore intellettuale è i crediti di publicazione.
• Più agenzie federali chì investenu in supercomputer, chì permettenu opportunità di ricerca sempre più avanzate per l'università, l'agenzia publica è i laboratori di scienza di u settore privatu.
• Sviluppu più veloce di droghe è innovazioni in a scienza di i materiali, a chimica è a fisica, chì ponu purtà à una varietà infinita di innovazioni future.

Dumande per cummentà

• Sè vo site un scientist o un investigatore, cumu a vostra urganizazione usa l'AI in a ricerca?
• Chì sò i risichi putenziali di avè l'AI cum'è co-ricercatori?