Sztuczna inteligencja rozwiąże problemy globu

Buckminster Fuller, XX-wieczny amerykański wynalazca, twierdził, że do 1900 r. wiedza ludzka podwajała się co 100 lat, a od 1945 co 25 lat. Dziś – co 13 miesięcy, a według naukowców z IBM wkrótce będzie się podwajać co 12 godzin.

Już obecnie sztuczna inteligencja (AI) potrafi nieźle synetyzować rozproszony dorobek naukowy świata, a to stwarza rewolucyjne perspektywy. Wiele uniwersytetów stworzyło grupy badawcze, które zajmują się technikami uczenia maszynowego, niezbędnymi do zapanowania nad niebywałym przyrostem wiedzy.

Nauka przyspieszy

W maju 2020 r. firma OpenAI przedstawiła GPT-3 – Generative Pre-trained Transformer 3, czyli nową wersję swojego programu do pisania tekstów i konwersowania z ludźmi. Był on trenowany na bilionie słów ze stron internetowych, całej zawartości Wikipedii i tysiącach książek opisujących stan ludzkiej wiedzy w wielu dziedzinach. I jego możliwości są niesamowite.

GPT-3 „rozumie" kontekst między wyrazami i zdaniami, tworzy nowe zdania, akapity i całe teksty na zadany temat. Można mu zadać dowolne pytanie, np. medyczne. Zamiast linku do strony internetowej dostaniemy dokładną odpowiedź z opisem mechanizmu biologicznego, który za tym stoi. GPT-3 pisze też wiersze, powieści, teksty piosenek i komponuje do nich muzykę, tworzy grafiki. To dziś najbardziej rozwinięty program sztucznej inteligencji na świecie, a wzmocnienie jego możliwości o 116 razy w stosunku do poprzedniej wersji zajęło firmie OpenAI tylko dwa lata. Właściwości GPT-3 łatwo wykorzystać w nauce.

Naukowcy od lat używają AI w tych badaniach naukowych, które wymagają przetwarzania wielkiej ilości danych. Np. IBM udostępnia wszystkim zainteresowanym IBM RXN, interaktywne narzędzie do przewidywania wyników i odtwarzania przebiegu milionów reakcji chemicznych i syntetyzowania cząsteczek. To pierwsza bezpłatna usługa sieciowa do symulowania reakcji chemicznych.

Stworzona przez międzynarodowy zespół badaczy SI firma Iris oferuje naukowcom specjalnego asystenta, który jest kombinacją wielu narzędzi i umożliwia zgłębianie wiedzy w dowolnej dyscyplinie, w tym streszczanie artykułów i przeszukiwanie ponad 70 mln dokumentów naukowych według wielu różnych kryteriów. Można np. wkleić w wyszukiwarkę Iris własny artykuł naukowy i za chwilę dostać mapę badań na ten temat z całego świata. Celem twórców tej platformy jest stworzenie łatwej i dostępnej nawigacji po światowej nauce. Na razie Iris.ai przeszukuje tylko wyniki badań z otwartym dostępem.

Liczba systemów AI do analizowania, streszczania i wyciągania wniosków z rosnącej liczby badań naukowych będzie szybko rosła. To przyspieszy rozwój nauki do tego stopnia, że realna stanie się prognoza IBM o podwajaniu ludzkiej wiedzy co 12 godzin. Sama AI pomoże nie tylko przyspieszyć odkrycia naukowe, ale będzie je też rejestrować i dostarczać wnioski ośrodkom naukowym.

Jestem przekonany, że do 2025 r. sztuczna inteligencja będzie tak samo wszechobecna w prowadzeniu eksperymentów, jak dziś komputery wykorzystywane do kontroli przyrządów badawczych i rejestrowania danych. Wyrafinowane systemy pomogą naukowcom podejmować decyzje, które tematy badawcze rozwijać jako pierwsze.

Sposoby na kryzys klimatyczny

Ludzkość zdała już sobie sprawę, że Ziemi grozi katastrofa klimatyczna. Na razie jednak jest zbyt podzielona i dlatego słabo sobie radzi z tym wyzwaniem. Dlatego bardzo wielu naukowców pospiesznie szuka sposobów na powstrzymanie zagrożenia i najwięcej tu obiecują rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji.

Naukowcy z IBM opisali w ub.r. nowy system recyklingu tworzyw sztucznych VolCat. Bazuje on na katalitycznym reaktorze chemicznym, który przekształca odpady PET w surowe tworzywo za pomocą mieszanki chemikaliów, ciśnienia atmosferycznego i temperatury. VolCat potrafi przetwarzać na proszek PET nawet nieumyte znajdujące się w śmieciach twarde tworzywa z butelek i pojemników oraz produkty trudne do recyklingu, jak odzież poliestrowa czy zabawki. Eliminuje to konieczność sortowania odpadów.

Natomiast naukowcy z University of Houston opracowali metodę wytwarzania nowego polimeru, który ułatwia mieszanie tworzyw sztucznych przy recyklingu. Dziś to główna przeszkoda w zagospodarowaniu odpadów. Nowy proces pozwoli na produkcję tworzyw sztucznych z olejów spożywczych zamiast z paliw kopalnych.

Wiele ośrodków naukowych pracuje nad wychwytywaniem CO2 z atmosfery i przechowywaniem. Badacze z MIT wyszkolili sieć neuronową do wykorzystania trzęsień ziemi do szacowania fal o niskiej częstotliwości. Dzięki temu można stworzyć mapę podziemnych struktur i miejsc do przechowywania CO2. Badacze twierdzą, że to też sposób na poszukiwanie nowych zasobów energii geotermalnej.

Badacze z University of Toronto Engineering i Carnegie Mellon University stworzyli z udziałem AI metodę przekształcania odpadowego CO2 w etylen, chemiczny prekursor wielu produktów. Powstały elektrokatalizator jest najbardziej skuteczny w swojej klasie. W przypadku zasilania energią wiatrową lub słoneczną system zapewnia też magazynowanie energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych.

Klucz do walki z pandemiami

We wrześniu 2020 r. Microsoft ogłosił, że udostępnia światu Premonition, system do wykrywania zagrożeń zdrowotnych wywoływanych przez komary. Na całym świecie przenoszą one liczne patogeny i są przyczyną ponad 600 mln zachorowań ludzi rocznie. System składa się z sieci inteligentnych pułapek na owady, laboratoriów badających ich genom i wysyłających dane do chmury Microsoft Azure w celu ich przetworzenia i analizy zagrożeń. Prace były prowadzone od pięciu lat z udziałem naukowców z kilku czołowych amerykańskich uniwersytetów, ekspertów firmy Bayer i władz hrabstwa Harris w Teksasie. Rozwiązanie jest skalowalne, może działać na całym świecie i badać nie tylko choroby przenoszone przez komary. W ciągu pięciu lat może to stać się kluczem do walki z pandemiami.

Według Światowej Organizacji Zdrowia do 2030 r. na świecie zabraknie 18 mln pracowników służby zdrowia. Już dziś widać, że ten problem pomoże rozwiązać sztuczna inteligencja, wspierając lekarzy w diagnostyce, skutecznej profilaktyce i lepszej organizacji systemów zdrowotnych. Dziś medycyna rozpoznaje 7 tys. rzadkich chorób, które dotykają około 400 mln ludzi na świecie. W przypadku 95 proc. tych schorzeń brakuje skutecznych procedur leczniczych. Dzięki AI za pięć lat wiele z nich będzie już można skutecznie leczyć, a za kolejne kilka lat powstaną lekarstwa na większość z nich.

Dwa razy więcej żywności

Pandemia Covid-19 zwiększa liczbę ludzi głodujących. Światowy Program Żywnościowy ONZ szacuje, że w 2019 r. było ich 135 mln, a teraz aż 250 mln. Wymaga to natychmiastowej reakcji świata, ale i szukania rozwiązań systemowych na przyszłość. I tu z pomocą przychodzą systemy AI. Badacze z IBM twierdzą, że w ciągu pięciu lat stworzą cyfrową mapę upraw rolnych na całym świecie. Będzie ona powszechnie dostępna dla wszystkich zainteresowanych rolników, naukowców, producentów rolnych i dystrybutorów. Ta wielka światowa sieć działająca na rzecz produkcji żywności będzie się dzielić doświadczeniami, osiągnięciami, odkryciami naukowymi, wynikami eksperymentów. Dzięki temu każde ogniwo łańcucha żywnościowego zyska jednakowy dostęp do informacji i zasobów. A to zdaniem autorów prognozy oznacza jedno: nawet dwa razy więcej jedzenia po niższych kosztach.

Dzięki AI w rolnictwie nastąpi automatyzacja wielu manualnych zadań, od siewu po zbiory. Algorytmy będą sterować nawadnianiem, nawożeniem, autonomicznymi ciągnikami i kombajnami, dostarczą informacje o stanie upraw, zareagują na niekorzystne zmiany pogodowe i pomogą w podejmowaniu decyzji służących powiększaniu zbiorów i minimalizowaniu strat.