Gervigreind flýtir fyrir vísindalegri uppgötvun: Vísindamaðurinn sem sefur aldrei

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Desember 12, 2023

Innsýn samantekt

Gervigreind, sérstaklega vettvangar eins og ChatGPT, flýtir verulega fyrir vísindalegri uppgötvun með því að gera sjálfvirkan gagnagreiningu og tilgátugerð. Hæfni þess til að vinna úr miklu magni af vísindalegum gögnum skiptir sköpum til að efla svið eins og efnafræði og efnisfræði. Gervigreind gegndi lykilhlutverki í þróun COVID-19 bóluefnisins, sem sýnir getu þess til hraðvirkra, samvinnurannsókna. Fjárfestingar í „exascale“ ofurtölvum, eins og Frontier verkefni bandaríska orkumálaráðuneytisins, varpa ljósi á möguleika gervigreindar til að knýja fram vísindalegar byltingar í heilbrigðisþjónustu og orku. Þessi samþætting gervigreindar við rannsóknir stuðlar að þverfaglegri samvinnu og hröðum tilgátuprófunum, þó hún veki einnig upp spurningar um siðferðileg og hugverkaáhrif gervigreindar sem meðrannsakanda.

Gervigreind flýtir fyrir samhengi vísindalegra uppgötvana

Vísindi eru í sjálfu sér skapandi ferli; vísindamenn verða stöðugt að víkka út hugann og sjónarhornin til að búa til ný lyf, efnafræðileg forrit og nýjungar í iðnaði í heild. Hins vegar hefur mannsheilinn sín takmörk. Þegar öllu er á botninn hvolft er hægt að hugsa sér fleiri sameindaform en frumeindir í alheiminum. Enginn má skoða þær allar. Þessi þörf á að kanna og prófa óendanlegan fjölbreytileika mögulegra vísindatilrauna hefur ýtt vísindamönnum til að samþykkja stöðugt ný verkfæri til að auka rannsóknargetu sína - nýjasta tækið er gervigreind.
 
Notkun gervigreindar í vísindalegum uppgötvunum er knúin áfram (2023) af djúpum tauganetum og skapandi gervigreindum ramma sem geta framleitt vísindalega þekkingu í lausu úr öllu útgefnu efni um tiltekið efni. Til dæmis geta skapandi gervigreindarkerfi eins og ChatGPT greint og búið til mikið magn af vísindaritum og aðstoðað efnafræðinga við að rannsaka nýjan tilbúinn áburð. Gervigreind kerfi geta sigtað í gegnum umfangsmikla gagnagrunna með einkaleyfum, fræðilegum greinum og ritum, mótað tilgátur og leiðbeint rannsóknarstefnu.

Á sama hátt getur gervigreind notað gögnin sem hún greinir til að búa til upprunalegar tilgátur til að víkka út leitina að nýrri sameindahönnun, á mælikvarða sem einstökum vísindamanni myndi finnast ómögulegt að passa við. Slík gervigreind verkfæri, þegar þau eru tengd framtíðar skammtatölvum, myndu geta líkt hratt eftir nýjum sameindum til að mæta sérhverri tiltekinni þörf byggð á efnilegustu kenningunni. Kenningin verður síðan greind með sjálfstæðum rannsóknarstofuprófum, þar sem annað reiknirit myndi meta niðurstöðurnar, bera kennsl á eyður eða galla og draga út nýjar upplýsingar. Nýjar spurningar myndu vakna og því myndi ferlið hefjast aftur í góðri hringrás. Í slíkri atburðarás myndu vísindamenn hafa umsjón með flóknum vísindaferlum og frumkvæði í stað einstakra tilrauna.

Truflandi áhrif

Eitt dæmi um hvernig gervigreind hefur verið notuð til að flýta fyrir vísindalegri uppgötvun var sköpun COVID-19 bóluefnisins. Samtök 87 stofnana, allt frá fræðimönnum til tæknifyrirtækja, hafa gert alþjóðlegum vísindamönnum kleift að fá aðgang að ofurtölvum (tækjum með háhraða tölvugetu sem geta keyrt ML reiknirit) til að nota gervigreind til að sigta í gegnum núverandi gögn og rannsóknir. Niðurstaðan er frjáls hugmyndaskipti og tilraunaniðurstöður, fullur aðgangur að háþróaðri tækni og hraðari og nákvæmari samvinnu. Ennfremur eru alríkisstofnanir að átta sig á möguleikum gervigreindar til að þróa nýja tækni hratt. Til dæmis hefur bandaríska orkumálaráðuneytið (DOE) beðið þingið um allt að 4 milljarða dala fjárveitingu á 10 árum til að fjárfesta í gervigreindartækni til að efla vísindalegar uppgötvanir. Þessar fjárfestingar innihalda „exascale“ (fær um að framkvæma mikið magn af útreikningum) ofurtölvur.

Í maí 2022 fól DOE tæknifyrirtækinu Hewlett Packard (HP) að búa til hraðskreiðastu ofurtölvu í exascale, Frontier. Gert er ráð fyrir að ofurtölvan leysi ML útreikninga allt að 10x hraðar en ofurtölvur nútímans og finna lausnir á vandamálum sem eru 8x flóknari. Stofnunin vill einbeita sér að uppgötvunum í krabbameins- og sjúkdómsgreiningu, endurnýjanlegri orku og sjálfbærum efnum. 

DOE hefur fjármagnað mörg vísindarannsóknarverkefni, þar á meðal atómsnillingar og erfðamengisraðgreiningu, sem hefur leitt til þess að stofnunin hefur stjórnað stórum gagnagrunnum. Stofnunin vonast til að þessi gögn geti einn daginn leitt til byltinga sem geta aukið orkuframleiðslu og heilsugæslu, meðal annars. Frá því að draga ný eðlisfræðileg lögmál til nýrra efnasambanda, er búist við að gervigreind/ML muni vinna þunga vinnuna sem myndi fjarlægja tvíræðni og auka líkurnar á árangri í vísindarannsóknum.

Afleiðingar AI hraðaksturs vísindauppgötvunar

Víðtækari afleiðingar vísindalegrar uppgötvunar gervigreindar á hraðakstri geta verið: 

• Að auðvelda hraða samþættingu þekkingar á mismunandi vísindagreinum, stuðla að nýstárlegum lausnum á flóknum vandamálum. Þessi ávinningur myndi hvetja til þverfaglegrar samvinnu og blanda saman innsýn frá sviðum eins og líffræði, eðlisfræði og tölvunarfræði.
• AI er notað sem allsherjar aðstoðarmaður á rannsóknarstofu, greinir víðfeðmt gagnasafn mun hraðar en menn, sem leiðir til hraðari tilgátugerðar og sannprófunar. Sjálfvirkni í hefðbundnum rannsóknarverkefnum mun losa vísindamenn um að einbeita sér að flóknum vandamálum og greina prófanir og tilraunaniðurstöður.
• Vísindamenn fjárfesta í að gefa gervigreind sköpunargáfu til að þróa eigin spurningar og lausnir á vísindalegum fyrirspurnum á ýmsum fræðasviðum.
• Að flýta fyrir geimkönnun þar sem gervigreind mun aðstoða við að vinna úr stjarnfræðilegum gögnum, bera kennsl á himintungla og skipuleggja verkefni.
• Sumir vísindamenn krefjast þess að AI samstarfsmaður þeirra eða meðrannsakandi ætti að fá vitsmunalegan höfundarrétt og útgáfueiningar.
• Fleiri alríkisstofnanir fjárfesta í ofurtölvum, sem gerir sífellt fullkomnari rannsóknartækifæri fyrir háskóla, opinberar stofnanir og vísindastofur í einkageiranum.
• Hraðari lyfjaþróun og bylting í efnisvísindum, efnafræði og eðlisfræði, sem getur leitt til óendanlegs fjölbreytni af nýjungum í framtíðinni.

Spurningar til að tjá sig um

• Ef þú ert vísindamaður eða rannsakandi, hvernig notar fyrirtækið þitt gervigreind í rannsóknum?
• Hver er hugsanleg áhætta af því að hafa gervigreind sem meðrannsakendur?