V oblasti výskumu a vedy sa strojové učenie stalo neodmysliteľným nástrojom, ktorý v posledných rokoch transformoval spôsob, akým vedci riešia komplexné úlohy. Lenže pohľad na umelú inteligenciu len ako na asistenta v laboratóriu onedlho nemusí byť správny.

Výskumníkom z americkej Carnagie Mellon University sa podarilo vytvoriť systém založený na umelej inteligencii, ktorý dokáže samostatne pracovať v chemickom laboratóriu. Za vynálezom Coscientist stoja výskumníci v oblasti chémie Robert MacKnight a Daniil Boiko.

Najzložitejšie reakcie, ktoré sa jej podarili vykonať sú v organickej chémií známe ako paládiová katalýza párov molekúl. Jej autori si za tento objav vyslúžili v roku 2010 Nobelovú cenu, informuje blog americkej Národnej vedeckej nadácie.

„Je to prvýkrát, čo neorganická inteligencia naplánovala, navrhla a vykonala túto zložitú reakciu, ktorú vynašli ľudia,“ uviedol Gabe Gomes, chemik a chemický inžinier pôsobiaci na spomínanej univerzite, ktorý viedol tím výskumníkov.

Komplexný systém

V súčasnosti na trhu existuje viacero veľkých jazykových modelov umelej inteligencií. Radia sa medzi nich ChatGPT, Google Bard či Grok od spoločnosti amerického miliardára Elona Muska, o ktorej sme vás informovali v predchádzajúcom článku.

Každá z nich dokáže nájsť a vyňať opakujúce sa vzory z veľkého množstva dát. Odlišujú sa však v ich sile a spoľahlivosti. Výskumníci sa po otestovaní viacerých modelov rozhodli pre GPT-4 od spoločnosti OpenAI, keďže ako jediný splnil minimálne požiadavky.

Celý systém však nestojí iba na tomto modeli umelej inteligencie. Skladá sa totiž z viacerých častí. „Snažili sme sa rozdeliť všetky možné vedecké úlohy na malé časti a potom kúsok po kúsku vytvoriť väčší obraz,“ povedal Boiko pre Národnú vedeckú nadáciu.

Hlavný z nich, ktorý je poháňaný GPT-4, nazvali Planner, pričom slúži ako prostredník medzi človekom a zvyšnými modulmi, uviedli v štúdii, ktorú publikovali vo vedeckom časopise Nature. Po zadaní príkazu dokáže prehľadávať internet a dokumentácie, programovať v Pythone či vykonať experimenty.

Interakcia s hmotným svetom

Systém Coscientist však dokáže operovať aj mimo digitálneho sveta, keďže vedci ho pripojili k vybaveniu laboratória. Ide o laboratórne roboty, ktoré vedci bežne používajú na manipuláciu či zahrievanie malých dávok tekutín s vysokou presnosťou.

Ako uvádzajú v štúdií, so strojom Opentrons OT-2 komunikuje prostredníctvom kódu, ktorý sám napíše. Ten spracuje pomocou rozhrania pre programovanie aplikácií, takzvaným API. Ide tak o prvú umelú inteligenciu, ktorá ovláda takýto stroj.

Výskumníci najprv otestovali jeho schopnosti so zariadením tým, že mu prikázali vytvoriť niekoľko vzorcov pomocou farebných tekutín, ktoré napustil do skúmaviek. Keďže bol úspešný, vyskúšali niečo ťažšie. Rozoznávanie farieb za pomoci spektrofotometra – zariadenia, ktoré meria vlnovú dĺžku svetla, ktorú pohltia chemikálie.

Výskumníci museli systému pomôcť, aby pochopil ako má rozoznať jednotlivé farby. Zdroj: pexels.com/@evie-shaffer-1259279/

Nakoniec, keď uznali, že dokáže ovládať laboratórne vybavenie, ho požiadali, aby „vykonal Suzukiho a Sonogashirove reakcie,“ pomenované podľa objaviteľov, ktorí ich objavili ešte v 70. rokoch minulého storočia. Stroj najprv urobil chybu pri programovaní, neskôr si ju však sám uvedomil a opravil, vďaka čomu úspešne dokončil chemický pokus.

Nádej pre budúcich vedcov

Portál Carnagie Mellon University uvádza vyjadrenie riaditeľa chemického oddelenia Národnej vedeckej nadácie Davida Berkowitza: „Okrem úloh chemickej syntézy, ktoré ich systém demonštroval, Gomes a jeho tím úspešne syntetizovali akéhosi hyper-efektívneho laboratórneho partnera.“

Pomáhať však nebude iba výskumníkom, ktorý pôsobia na americkej univerzite, pretože ho plánujú poskytnúť aj ostatným vedcom. Tí však nebudú musieť pricestovať na akademickú pôdu. Tím výskumníkov totiž chce, aby systém Coscientist mohli používať na diaľku cez internet.

Vedci, ktorí nemajú prístup k drahému laboratórnemu vybaveniu, tak získajú možnosť ako vyskúšať ich nápady. Výhodou je, že nemusia vedieť ani programovať. „Ak vedec dokáže komunikovať s automatizovanými platformami v prirodzenom jazyku, otvorí sa táto oblasť pre oveľa viac ľudí,“ uviedol vedúci výskumu Gomes.

Tím, ktorý systém vytvoril, si však uvedomuje možné riziká, ktoré táto možnosť predstavuje. Ich súčasnou úlohou je zabezpečiť, že systém nemôže byť zneužitý na vytvorenie nebezpečných alebo zakázaných látok.