دستاورد محققان: ابداع روشی جدید برای حل یکی از سختترین مسائل ریاضی با هوش مصنوعی
محققان دانشگاه پنسیلوانیا با ابداع روشی جدید در هوش مصنوعی، راهکاری انقلابی برای حل معادلات ریاضی پیچیده یافتند.
پژوهشگران دانشکده مهندسی دانشگاه پنسیلوانیا روش جدیدی ابداع کردند که با آن هوش مصنوعی میتواند یکی از سرسختترین گرههای ریاضی یعنی معادلات دیفرانسیل جزئی معکوس (Inverse PDEs) را باز کند. این دستاورد بهجای افزایش قدرت سختافزاری و مصرف کلان انرژی، بر اصلاح زیرساختهای ریاضیاتی مدلهای هوش مصنوعی تمرکز کرده است. به عبارت دقیقتر، محققان با مفهومی به نام «لایههای مولفایر» توانستند بر مشکل نویز و ناپایداری در محاسبات پیچیده غلبه کنند. این نوآوری مسیرهای جدیدی را در تحقیقات پزشکی، پیشبینیهای جوی و مهندسی مواد ایجاد میکند.
درک سیستمهای پیچیده در جهان همیشه نیازمند حل معادلات دیفرانسیل بوده است که نحوه تغییرات پدیدهها در زمان و فضا را توصیف میکنند. بااینحال، معادلات معکوس چالشی به مراتب بزرگتر هستند چرا که در آنها دانشمند باید از روی نتایج مشاهدهشده، به دنبال کشف قوانین و علل اولیه بگردد. محققان برای تشبیه این مشکل میگویند: «فرض کنید بخواهید محل سقوط یک سنگریزه در آب را از روی موجهای ایجادشده متوجه شوید.»
تا پیشازاین، هوش مصنوعی برای انجام این کار از روشی موسوم به دیفرانسیلگیری خودکار بازگشتی استفاده میکرد که در مواجهه با دادههای غیردقیق و نویزدار، دچار ناپایداری میشد و مانند زومکردن روی یک تصویر بیکیفیت، خطاها را بزرگ جلوه میداد.
حل معادله دشوار ریاضی توسط هوش مصنوعی
راهکار محققان دانشگاه پنسیلوانیا برای حل این معضل، بازگشت به یک تئوری ریاضی در دهه ۱۹۴۰ میلادی بود. آنها با الهام از ایدههای یک ریاضیدان آلمانی-آمریکایی بهنام «کورت اوتو فریدریش»، لایههایی را در معماری شبکه عصبی طراحی کردند که دادهها را پیش از پردازش نهایی، هموار و نویززدایی میکنند. این ابداع ساده اما بنیادین، باعث شد تا هوش مصنوعی بتواند بدون نیاز به ابرکامپیوترهای گرانقیمت، معادلات را با پایداری بسیار بالاتر حل کند. محققان معتقدند پیشرفت هوش مصنوعی همیشه در گرو پردازش بیشتر نیست و گاهی یک اصلاح ریاضیاتی صحیح میتواند موانع بزرگی را از میان بردارد.
یکی از درخشانترین کاربردهای این تکنولوژی در حوزه زیستشناسی و مطالعه کروماتین یا همان ساختار DNA در هسته سلول است. دانشمندان اکنون میتوانند با دقتی بیسابقه فرایندهای اپیژنتیکی را که تعیینکننده فعال یا غیرفعالبودن ژنها هستند، تحلیل کنند. این موضوع از آن جهت مهم است که ساختارهای کوچک صد نانومتری در داخل سلول، مسئولیت مستقیم هویت سلولی، فرایند پیری و بروز بیماریهایی مثل سرطان را برعهده دارند. با استفاده از این روش جدید، پزشکان و محققان قادر خواهند بود مسیر تغییرات سلولی را پیشبینی کنند و در آینده با تغییر نرخ واکنشهای شیمیایی، سلولهای بیمار را به حالت سلامت بازگردانند.
علاوهبر حوزه سلامت، لایههای مولفایر پتانسیل دگرگون کردن علومی نظیر دینامیک سیالات و مهندسی مواد را نیز دارند. هر کجا که دانشمندان با دادههایی پراکنده و نویزدار برای کشف قوانین حاکم بر یک سیستم مواجه باشند، این فریمورک جدید هوش مصنوعی میتواند به عنوان ابزاری کارآمد وارد عمل شود.
یافتههای این پژوهش در ژورنال Transactions on Machine Learning Research (TMLR) منتشر شده است.
دیدگاهها و نظرات خود را بنویسید
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.
دمت گرم اقای کبیری. ولی یه درخواستی که دارم این هست که اگر امکان داشته باشه منبع مستقیم رو هم ذکر کنید(اسم الگوریتم، مسئلهای که به صورت مستقیم حل شده، اسم مقاله و این داستانا). امیدوارم که قطعی اینترنت همیشگی نباشه و بشه سریعتر از مواردی که گزارش میدین به نتایج کاملتر رسید.
قلمتون مانا. (و همه برو بچ دیجیاتو)
yes please !!!
من لینک مقاله اصلی و نام ژورنال رو انتهای مطلب اضافه کردم، امیدوارم بتونید مستقیماً خودتون نگاهی بهش بندازید. خودم موفق نشدم مقاله علمی رو باز کنم تا اسم دقیقتر الگوریتم و باقی چیزها رو براتون نقل کنم، الان اینترنتم یاری نمیکنه. خودم این مطلب رو از وبسایت دانشگاه پنسیلوانیا نوشتم.
خیلی ممنونم (*دست دادن)
پ ن: اره رفیق متوجهم همینی هم که میتونی(د) اسخراج کنید خیلی کار بزرگیه تو این وضعیت. واقعا خسته نباشین (*دست دادن، لبخند)
محققان و هوش مصنوعی راه حلی برای اینترانت ایران ندارن؟
برای منم سواله؛ نمیتونن یه راهی پیدا کنن که هیچوقت نشه که قطع بشیم؟یکی از سوالاییه که حتما از هوش مصنوعی میپرسم.
چون توی دنیای تکنولوژی کار نشد نداره.
اگه فکر میکنی برای تکنولوژی کار نشد نداره به این سوالم جواب بده:
بر اساس رمزنگاری RSA بگو اون ۲ تا عدد اولی که در هم ضرب شدن تا به عدد 323 برسیم چیه؟
ممکنه بعد از ۲ دقیقه نتیجه رو اگر ریاضیت خوب باشه بهش برسی، اما حالا فرض کن این عددی که من دادم به جای ۳ رقم، از ۱۰۲۴ یا ۲۰۴۸ رقم استفاده کرده باشه که استاندارد RSA هست، الان چی؟ الان باید ۲۰۰۰ سال زمان بذاری تا کشف کنی اون ۲ عدد اول چی بودن!
پس بیاین به جای این حرفای مهمل که ریشه ی همه بدبختیامون هست به راحتی استفاده نکنیم و مقداری با شک و چندباره فکر کردن حرف بزنیم.
برای این مسئله ای هم که گفتید راه حل وجود داره (الگوریتم شور ) البته تا ده سال دیگه تا مشکل سخت افزار و کوهرنسی و مقیاس پذیری کامپیوتر های کوانتومی حل بشه
نکته من چیز دیگهای بود!
ایشون فرمودن در دنیای تکنولوژی نشد نداره، من ایدهم این بود که اتفاقا نشده داره چون علم همیشه ناقصه و خواهد ماند بنابراین ما نمیتونیم به این امید که مثلا با الگوریتم شور یا بررسی فرموله انواع امواج در مقیاس کوانتومی به کیوبیتها و در نهایت دیدن جواب که اونهم الان با خطای خیلی بالایی همراه هست بگیم که برای هر چیزی راهی هست. بله حتما هست، اما انقدر سریع و بهینه هست که در کوتاه ترین زمان ممکن بتونه نیازه مارو برطرف کنه؟
یا مثله انواع الگوریتم هایی مثله شور که حتی فقط برای فقط یک فانکشن کاربرد داره، از جملات قصاره جذاب استفاده کنیم؟
واووو.یه هفته در ماه که بیشتر نیست.تحمل کنید.نیاز به اینهمه عصبانیت نیست.
الان که من دسترسی به تکنولوژی و اینترنت ندارم که بخام جواب بدم.وگرنه سوال خودمو میپرسیدم از هوش مصنوعی.
اخرش ابر کامپیوتر میتونه حساب کنه این چیزی که میگی یا درآینده امکانش فراهم میشه براش.
ریشه بدبختیامون سنت و خرافات هست نه تکنولوژی و حرف زدن ازش.
واقعا فکر میکنی در دنیای امروز غیرممکن وجود داره؟!(البته اگه خلاف عقل و قوانین علمی ثابت شده نباشه.)
خرافات فقط یکی از برگهای این درخت فاسد هست.
ریشه این درخت سمی، تفکرِ صفر و صدی ماست.
البته این دلیل کاملاْ شناختی و تکاملی داره. به سبب تخصصم در علوم اعصاب دلیلشو توضیح میدم:
مغز به عنوان یکی از پر مصرفترین ارگانهای زیستی در بدن همه موجودات زنده ی دارای دستگاه عصبی مرکزی مثله پستانداران هست. تکامل اومده برای اینکه مصرف انرژی رو بهینه کنه تا موجودات بهم مقداری رحم کنن، اومده الگوریتم رو دقیقا مثله همین مدلهای بزرگ زبانی (به اصطلاح هوش مصنوعی) که توکنایز میکنن، اومده توکنایز کرده. یعنی یه جورایی سر و ته هر توکن رو زده (اعشار) تا پاسخ تولید شده، قند کمتری در مغز تلف کنه. برای همین انسان ها هم دچار این بدبختی هستن. یعنی بین صفر و یک که بی نهای
که بی نهایت عدد هست رو حذف میکنه و میگه اگه trigger شد، با ۱ برابرش میکنم و اگر تریگر نشد که برابر با صفر
مشکل اینه که تو دنیای پیچیده انسان ها که به واسطه ارتباطات با کشف زبان و الان اینترنت فاصله ش با دیگر حیوانات در اندازه ی سالهای نوری رسیده و بدن ما که حاصله میلیون ها سال تکامل هست، نتونسته با این سرعت منطبق بشه
برای همین ما خیلی بدبختر از این حرفا و گرفتارتر از این چیزاییم
فقط من یک کلمه رو به خاطره پراکندگی ذهنیم که احتمالا به دلیل اصلاح و حذف شبکه های عصبی مغزم که اونهم به دلیل قطع اینترنت هست رو اشتباه نوشتم.
منظورم کوانتایز بود و من اشتباه نوشتم توکنایز
اشتباه قضاوت میکنی.چون کلا با پیش داوری داری جلو میری.فکرنمیکنم این بحث به نتیجه برسه.
بالاخره یه مرکزیتی داره اونم دکمش دست یکی میوفته
راه حل رو ما باید پیدا کنیم که با مستقیما با این مشکل مواجه شدیم
ما نه اینجا زورمون به چیزی رسید نه جاهای دیگه