سوف يغير الذكاء الاصطناعي الطريقة التي نمارس بها الكيمياء: اختبار GPT-3

L 'الذكاء الاصطناعي لقد أصبحت أداة أساسية في البحث كيمياء: تصميم الجزيئات أو التنبؤ بخصائصها يمكن أن يعهد به إلى نماذج لغوية مدربة خصيصًا، و آلة التعلم وقد وجدت بالفعل مكانها في المختبرات الكيميائية.

ما اكتشفه الباحثون كلية الفنون التطبيقية الفيدرالية في لوزانومع ذلك، لديه القدرة على إحداث ثورة كاملة في البحوث الكيميائية: GPT-3 ، كان هذا هو العنوان الأول للدراسة التي نشرت للتو في "Nature Machine Intelligence"، ويمكن أن يكون "كل ما تحتاجه للتحقيق الكيميائي من مجموعات بيانات محدودة".

بالرغم من أنني لا أعرف معظمها الأدب الكيميائي، إصدار GPT-3 الذي أتقنه الفريق في بيرند سميث وقد أثبتت قدرتها على منافسة التقنيات التقليدية والمكلفة التعلم التلقائي، رائدًا في اتباع نهج جديد تمامًا في الكيمياء يمكن أن يغير طريقة إجراء الأبحاث إلى الأبد.

الذكاء الاصطناعي التوليدي: "هذه هي الوظائف التي لن تكون موجودة بفضلي"
الكأس المقدسة للكيمياء الخضراء: المواد الكيميائية الفلورية الخالية من السمية
GPT-3 ، الخوارزمية التي تكتب مثل الإنسان تصل إلى إيطاليا

الكيمياء بالكلمات: اختبار GPT-3 AI

L 'الذكاء الاصطناعي دخلت الأبحاث الكيميائية لبعض الوقت الآن:التعلم التلقائي، على وجه الخصوص، حظيت بتقدير كبير على مر السنين لقدرتها على اتخاذ القرارات بناءً على البيانات وإجراء تنبؤات دقيقة للغاية، والتي يمكن استخدامها أيضا لخلق أدوية جديدة.

ومع ذلك، يتطلب التعلم الآلي كميات كبيرة من البيانات لإجراء تنبؤات موثوقة، وهو أمر غير واضح في الكيمياء: غالبًا ما تكون البيانات المتاحة غير كافية لتطبيق الخوارزميات، وبالتالي فإن فعالية التعلم الآلي "المسمى" أو الخاضع للإشراف تخضع لـ قيود شديدة.

وهكذا بعض العلماءEPFL فكروا في اختبار إمكانات GPT-3، في قاعدة المشهورة تطبيق ChatGPT"حقيقة أن النماذج الأساسية يمكنها أداء مهام لم يتم تدريبها عليها بشكل صريح"، نقرأ في الدراسة التي نشرت للتو"ذكاء الآلة في الطبيعة""قادنا إلى التساؤل عما إذا كانوا قادرين أيضًا على الإجابة على الأسئلة العلمية التي لا نملك لها إجابة".

منذ في البحوث الكيميائية يمكن أن تكون معظم المشاكل أعرب في الكلماتففكر الباحثون في تدريب هذه النماذج الهائلة للإجابة على بعضها أسئلة "الكيميائية". والتي من المستحيل حلها دون اللجوء إلى التعقيدات المحاكاة والتجارب (على سبيل المثال: "إذا قمت باستبدال المعدن الموجود في هيكلي المعدني العضوي، فهل سيكون مستقرًا في الماء؟").

الذكاء الاصطناعي والصور المجسمة: الحدود الجديدة للرعاية الصحية
ظهور "النقل الشامل" المتكامل مع الذكاء الاصطناعي لأول مرة
SwissGPT: الذكاء الاصطناعي السويسري الذي أحدث ثورة في أمن الشركات

الكيمياء: GPT-3 محسّن للحصول على إجابات مستحيلة

على عكس ما قد توحي به بعض الشكوك الأولية، فإن الطريقة التي طورها باحثو EPFL لا تطرح أسئلة مباشرة حول كيمياء GPT-3. "GPT-3 ليس على دراية بمعظم المؤلفات الكيميائية، لذا إذا طرحنا سؤالاً كيميائيًا على ChatGPT، فإن الإجابات تقتصر بشكل عام على ما يمكن العثور عليه في ويكيبيديا"، هو يوضح كيفن مايك جابلونكا، المؤلف الرئيسي للدراسة.

"بدلا من"، يشرح جابلونكا،"لدينا GPT-3 الأمثل مع مجموعة بيانات صغيرة تم تحويلها إلى أسئلة وأجوبة، وحصلنا على نموذج جديد يمكنه تقديم معلومات كيميائية دقيقة للغاية".

وفي سياق ما يسمى بالضبط الدقيق، زود الباحثون GPT-3 بقائمة منسقة من أسئلة وأجوبة"على سبيل المثال، بالنسبة للسبائك ذات الإنتروبيا العالية، من المهم معرفة ما إذا كانت السبيكة تحدث في مرحلة واحدة أو لها أطوار متعددة"هو يوضح بيرند سميث، أستاذ الهندسة الكيميائية في كلية العلوم الأساسية في EPFL.

يوضح سميت أن مثل هذه المشكلة تتم ترجمتها إلى قائمة منسقة من الأسئلة والأجوبة مثل "د = " هل هي مرحلة واحدة؟ ص = 'نعم / لا"".

"وجدنا في الأدبيات العديد من السبائك التي تُعرف إجابتها، واستخدمنا هذه البيانات لتطوير GPT-3"، ويواصل سميت،"ما انتهينا إليه هو نموذج ذكاء اصطناعي محسّن تم تدريبه للإجابة على هذا السؤال باستخدام فقط نعم أو لا".

الذكاء الاصطناعي يستخدم أيضًا لتطوير أدوية جديدة
تطوير أدوية جديدة، وتعزيز المكتبات بفضل الكيمياء
نحو الإنسانية الرقمية: تحليل الثورة مع الفداء

النماذج الأساسية مثل GPT-3 في روتين الباحثين

النموذج "المحسّن"، الذي تم تدريبه باستخدام عدد قليل نسبيًا من الأسئلة والأجوبة، تم حله بشكل صحيح أكثر من 95 في المئة من القضايا في مشاكل كيميائية مختلفة جدًا، وغالبًا ما تتفوق على نماذج التعلم الآلي المبرمجة خصيصًا لهذه المهمة.

"النقطة المهمة هي أن الأمر سهل مثل إجراء بحث في الأدبيات"، يوضح سميت،"والذي يعمل مع العديد من المشاكل الكيميائية". علاوة على ذلك، فإن النهج الذي طوره كيفن مايك جابلونكا هو بسرعة غير عادية ولا تتطلب أي مهارات محددة، على عكس النماذج التقليدية آلة التعلم.

يمكن أن تكون مضامين هذه الدراسة حاسمة: إمكانية صياغة أسئلة مثل "ما هو محصول [كيميائي] يتم تحضيره بهذه [الوصفة]؟" واحصل على إجابة دقيقة يمكن أن تحدث ثورة في الطريقة البحوث الكيميائية يتم التخطيط لها وإدارتها.

وكما تقول الدراسة "يمكن أن تصبح القدرة على استجواب نموذج أساسي مثل GPT-3 طريقة روتينية لبدء مشروع بحثي يستغل المعرفة الجماعية المشفرة في هذه النماذج الأساسية أو لتوفير خط أساس للأنشطة التنبؤيةو".

"سوف يغير الطريقة التي نتعامل بها مع الكيمياء"، يعلق البروفيسور سميت بصراحة.

الماء والعشب والإنسانية: الحدود المعرفية للذكاء الاصطناعي
سوف يساعدنا الذكاء الاصطناعي في تنظيف المحيطات من البلاستيك
المئة الكبرى في الكيمياء وتحديات الاقتصاد العالمي

GPT-3 هو مجرد أداة: البحث مستمر

نتائج الدراسة تثير سؤالاً غير ثانوي: كيف يمكن أن يكون أ نموذج اللغة الطبيعية, دون أي تدريب محدد في الكيمياء، قد يكون أكثر دقة من النماذج المبرمجة خصيصا?

"بناء على معرفتنا"، نقرأ في الصحيفة،"لا توجد إجابة صارمة على هذا السؤال".

إن حقيقة الحصول على نتائج واعدة جدًا حتى باستخدام تمثيلات كيميائية افتراضية تمامًا توضح أن هذه النماذج الأساسية "مناسبة جدًا لاستخراج الارتباطات من أي نص".

Ma لقد بدأ البحث للتو. وكما يوضح الباحثون، فإن حقيقة أن GPT-3 يحدد الارتباطات التي يمكن استغلالها بنجاح للتنبؤ لا يعني أن الارتباطات مهمة دائمًا أو مرتبطة بعلاقات السبب والنتيجة.

وفي الوقت الحالي، يستنتج الباحثون أن GPT-3 “إنها مجرد أداة تتيح لنا استخدام المعرفة التي جمعها العلماء على مر السنين بكفاءة أكبر".

ومرة أخرى: "ستكون الخطوة التالية هي استخدام GPT-3 لتحديد هذه الارتباطات والحصول في النهاية على فهم أعمق".

وإليك كيف يُحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في سلوك الشراء
تطور محركات البحث: تأثير الذكاء الاصطناعي ، دور جوجل
هكذا تخفي الأنظمة القائمة على الذكاء الاصطناعي القيم الأخلاقية...