Wspólne myślenie robota i naukowca :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy: podziemne zgazowanie węgla możliwe; wymaga dalszych badań

Naukowcy pomagają rozwiązać zagadkę podwójnego zapłodnienia roślin kwitnących

10 najważniejszych odkryć naukowych roku 2009 według "Science"

Niemieccy naukowcy biją rekord świata, dzięki nowatorskiemu systemowi przetwarzania danych

Naukowcy połączyli wyniki badań nad chorobą Parkinsona

Zasilanie bijącego serca - niemieccy naukowcy znaleźli innowacyjne rozwiązania do rozruszników nowej generacji

Naukowcy z Wielkiej Brytanii wyposażyli robota o imieniu Adam w sztuczną inteligencję (AI) i zaawansowany zestaw algorytmów, które umożliwiają budowanie hipotez i przeprowadzanie pełnego cyklu eksperymentu naukowego. Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Science, otwierają drogę do radykalnego przyśpieszenia tempa postępu naukowego.

Obecnie automatyzację wykorzystuje się w laboratoriach do przeprowadzania wysokowydajnych eksperymentów, które pomagają w przetwarzaniu obszernych pakietów danych naukowych w znacznie krótszym czasie niż byłoby to możliwe w innym przypadku. Niemniej w dziedzinie biologii systemów, która jest złożona i obejmuje potężne ilości danych, których żaden człowiek nie byłby w stanie odpowiednio przeanalizować samodzielnie, takie technologie nie sprawdzają się. Na przykład pojedyncza osoba miałaby poważne trudności z przeanalizowaniem informacji o zaledwie jednym genomie, a analiza kilku z nich okazałaby się już po prostu niemożliwa.

Wedle wyników ostatnich badań, prowadzonych przez profesora Rossa Kinga z Uniwersytetu Aberystwyth w Wlk. Brytanii, zrobotyzowani naukowcy mogą wnieść do biologii systemów więcej, aniżeli tylko zwykłą automatyzację. Mogą zrewolucjonizować sposób prowadzenia badań naukowych dzięki stawianiu hipotez, obmyślaniu doświadczeń, fizycznemu ich przeprowadzaniu i ustawicznemu interpretowaniu wyników. Postępy w AI i systemach obliczeniowych sprawiają, że jest to możliwe.

Naukowcy opracowali system robotyczny i wyznaczyli mu zadanie zidentyfikowania genów, które kodują enzymy katalizujące reakcje w drożdżach piekarniczych (naukowcy wykorzystali je do modelowania bardziej złożonych form życia). Ta 50-letnia łamigłówka nie została jeszcze rozwiązana, a naukowcy chcieli się przekonać, jak poradzą sobie z nią roboty.

Adam postawił i przetestował 20 hipotez oraz wyciągnął wnioski na podstawie przeprowadzonych eksperymentów. Naukowcy potwierdzili następnie wyniki, przeprowadzając doświadczenia ręcznie. Jak stwierdzili, powodem takich trudności w znalezieniu rozwiązania była znaczna liczba czynników komplikujących - powszechny problem w biologii systemów. Według naukowców, analizy robota były niezbędne, aby udało się rozwikłać tę "pajęczynę funkcjonalności".

Opisy i sprawozdawczość naukowa mają bez wątpienia zasadnicze znaczenie dla swobodnej wymiany wiedzy naukowej. Co ważne, robot był w stanie zapisać każdy krok procesu, od początku do końca, w najdrobniejszych szczegółach. Adam był również w stanie przejść przez pełny cykl eksperymentu naukowego w bardzo krótkim czasie, co napawa naukowców nadzieją, że nowo pozyskana wiedza umożliwi dokonywanie nowych odkryć w znacznie szybszym tempie niż jest to obecnie możliwe.

"Jeżeli nauka byłaby skuteczniejsza, miałaby lepsze szanse pomagać w rozwiązywaniu problemów społeczeństwa" - powiedział profesor King. "Jednym ze sposobów podniesienia skuteczności nauki jest jej automatyzacja. Automatyzacja była siłą napędową znacznej części postępu w XIX i XX w. i ten trend wydaje się utrzymywać.

Choć można by argumentować, że Adam był w stanie dokonać odkrycia dzięki sposobowi, w jaki naukowcy sformułowali problem, zespół jest przekonany, że Adam jest pierwszą maszyną, która dokonała niezależnego odkrycia nowej wiedzy naukowej.

"Zgadzamy się, że wiedza wygenerowana automatycznie przez Adama jest skromna" - czytamy w podsumowaniu. "Jednakże ta wiedza nie jest błaha, a w przypadku genów kodujących 2A2OA, naświetla, a być może nawet rozwiązuje 50-letnią łamigłówkę." Adam pokazał, jak prosty proces dokonywania odkryć opartych na hipotezie można zautomatyzować - co stanowi znaczący krok naprzód w zakresie AI i systemów obliczeniowych.

Wykorzystanie zrobotyzowanych naukowców w laboratorium może poszerzyć sposób, w jaki naukowcy-ludzie studiują biologię. Wypowiadając się na temat badań w wywiadzie dla czasopisma Science, dr David Waltz powiedział: "W dziedzinie biologii są bez wątpienia obszerne pakiety danych, które wymagają poznania. Nie ma dobrego sposobu na sprowadzenie biologii do kilku prostych terminów. W pewnym sensie biologia wymaga od nas skatalogowania, zrozumienia i uporządkowania ogromnych ilości danych. Aby ją dobrze zrozumieć, biologia w szczególności potrzebuje metod takich jak ta, która została opisana." Nowe odkrycia mają znaczenie, jak zauważył, dla doskonalenia badań nad danymi astronomicznymi i modelowaniem klimatycznym.

We wstępie do publikacji, dr Waltz i Bruce G. Buchanan zauważyli: "Systemy partnerskie człowiek-maszyna, realizujące zadania, z których każdy partner potrafi wywiązać się najlepiej, mogą w sposób znaczący zwiększyć tempo postępu naukowego w toku rewolucjonizowania sposobu uprawiania nauki oraz zmiany wymagań wobec wiedzy potrzebnej naukowcom".

Kolejnym krokiem jest rozszerzenie funkcji i umiejętności robota o korzystanie z oprogramowania, które umożliwi zewnętrznym użytkownikom proponowanie hipotez i doświadczeń. Naukowcy mają nadzieję na wypracowanie sposobu umożliwiającego zespołom naukowym człowiek-robot wspólne prowadzenie prac. Adam jest nadal prototypem, ale brytyjski zespół ufa, że kolejny robot stanowić będzie wielką nadzieję dla naukowców poszukujących nowych leków, aby zwalczać choroby takie jak malaria.

Źródło: CORDIS

Więcej informacji:

Science:

http://www.sciencemag.org/

Rada Badań Biologicznych i Biotechnologicznych:
http://www.bbsrc.ac.uk/

Źródło danych: Science; Rada Badań Biologicznych i Biotechnologicznych
Referencje dokumentu: King R.D., et al. (2009) The automation of science. Science 324:85-89. DOI: 10.1126/science.1165620.

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Koło Kastora - jest to koło umożliwiające ruch robota. Nie posiada ono żadnych dodatkowych właściwości, tzn. nie jest ani napędzane, ani kierowane. Mocowane jest tak, aby obracało się zgodnie z kierunkiem ruchu robota. pełny tekst

Koło kastora (Koło samonastawne) - jest to koło umożliwiające ruch robota. Nie posiada ono żadnych dodatkowych właściwości, tzn. nie jest ani napędzane, ani kierowane. Mocowane jest tak, aby obracało się zgodnie z kierunkiem ruchu robota. pełny tekst

HRP-4C humanoidalny robot stworzony przez Advanced Industrial Science and Technology, publicznie zademonstrowany 16 marca 2009 roku. Mierzący 158 cm o wadze 43 kg (włączając w to baterie). Kształt i kończyny robota bazują na Japanese body dimension database z roku 1997-1998. Robot potrafi syntezować mowę oraz rozpoznawać głos. pełny tekst

Tor przemieszczania się końcówki robota (rzeczywisty), nie pokrywa się (najczęściej) z torem określonym w programie. Tor wzdłuż którego przemieszcza się końcówka robota, jest konsekwencją przemieszczania się każdego z napędów łańcucha kinematycznego, które jest zgodne z wektorem przemieszczenia, który jest wynikiem realizacji algorytmu sterującego według określonych wartości sterowniczych związanych z ruchem robota. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".