Świetlna sieć neutronowa to przyszłość sztucznej inteligencji?

Naukowcy z Australii opracowali układ do sztucznej inteligencji (SI), który zamiast elektronów wykorzystuje światło. Świetlna sieć neutronowa ma pozwolić na szybkie działanie SI przy dużo niższym zużyciu energii.

Sztuczna inteligencja jest coraz bardziej ograniczana przez zużycie energii. Świetlna sieć neutronowa ma w tym pomóc

.Tradycyjne układy komputerowe do przetwarzania informacji wykorzystują prąd, czyli elektrony. Jedną z wad takiego rozwiązania jest generowanie dużych ilości ciepła, a przez to strat energii.

Tymczasem – jak zauważają badacze z University of Sydney – światło porusza się bez elektrycznego oporu, co oznacza mniejsze straty energii. Poza tym, nowy chip ma działać znacznie szybciej od tradycyjnych.

W chipie zawarte są reagujące na światło nanostruktury, które działają podobnie jak neurony. – Na nowo wyobraziliśmy sobie, w jaki sposób fotonika może zostać wykorzystana do projektowania nowych, energooszczędnych i ultraszybkich układów do przetwarzania danych – mówi prof. Xiaoke Yi, autor publikacji, która ukazała się w piśmie „Nature Communications”.

– Sztuczna inteligencja jest coraz bardziej ograniczana przez zużycie energii. Nasze badania realizują obliczenia neuronowe z wykorzystaniem światła, co umożliwia tworzenie szybszych, bardziej energooszczędnych i ultrakompaktowych akceleratorów SI – podkreśla.

Aby zweryfikować tę technologię, badacze wytrenowali swój układ do klasyfikowania ponad 10 tys. obrazów biomedycznych, takich jak skany MRI piersi, klatki piersiowej i jamy brzusznej. Świetlna sieć neuronowa osiągnęła dokładność klasyfikacji na poziomie 90-99 proc.

Teraz badacze pracują nad dalszym rozwijaniem swojej technologii w kierunku wielkoskalowych fotonicznych sieci neuronowych.

Interdyscyplinarność niezbędna do skutecznego rozwiązywania współczesnych problemów 

.Nastał czas interdyscyplinarnej integracji wielu ludzkich działań, a badań naukowych w szczególności. Łączenie różnych dziedzin nauki staje się niezwykle ważne, tworzy bowiem często zupełnie nowe, kompleksowe systemy wiedzy, wzbogacając nasze podejście do badań – pisze prof. Michał KLEIBER

Świetnym przykładem są nauki medyczne, które obecnie silnie integrują się z biologią, chemią, elektroniką, robotyką, sztuczną inteligencją i nauką o materiałach, a w przypadku zdrowia publicznego dodatkowo z socjologią i psychologią. Wspomniana tu nauka o materiałach sama w sobie jest interdyscyplinarna i łączy elementy fizyki, chemii i inżynierii. Innym przykładem wspólnego wykorzystywania wielu obszarów wiedzy może być nauka o środowisku, łącząca geologię, ekologię, chemię, fizykę i nauki społeczne. Wśród tych tak szerokich powiązań należy w dodatku zawsze uwzględniać kwestie etyczne i prawne. Doskonale widać to na przykładzie sztucznej inteligencji w medycynie – aspekty etyczne i regulacje prawne muszą być brane pod uwagę od samego początku współdziałania ekspertów z integrujących się obszarów wiedzy.

Łączenie tradycyjnie odległych merytorycznie dyscyplin czy wręcz szerokich dziedzin naukowych, traktowanych jako podstawa rozwoju, jest dziś absolutnie kluczowe dla racjonalnego i trwałego rozwoju świata. Pozwalając patrzeć na otaczające nas problemy z różnych perspektyw, połączenia te odkrywają bowiem często rzeczy pomijane przez podejścia jednodyscyplinarne.

Tak jest np. w naukach o zdrowiu, gdzie bazujące na informacjach z różnych dziedzin olbrzymie zbiory danych o diagnozach i terapiach chorób pomagają w skuteczności leczenia pacjentów. Wiedza interdyscyplinarna jest wręcz niezbędna do sprostania globalnym wyzwaniom obecnych czasów. Badania w tym zakresie stanowią zmianę tradycyjnego paradygmatu nauki, a holistyczne efekty takich badań, bazujące na kompleksowym podejściu do badanej problematyki, są często przydatniejsze niż badania dyscyplinarne.

Faktem jest, że o interdyscyplinarności w nauce mówi się od dziesięcioleci, a współczesne systemy finansowania badań często wspierają projekty łączące różne dziedziny. Najczęściej chodzi jednak w nich jedynie o związki na styku obszarów i wypracowywanie wspólnego języka analizy. Tymczasem obecnie mówimy o czymś więcej, o konwergencji, czyli głębokiej integracji dyscyplin już na etapie myślenia o planowanych badaniach. To zjawisko staje się nieuniknione i ma fundamentalne znaczenie dla przyszłości badań.

Trzeba jednak zaznaczyć, że nie jest to w żadnej mierze sprzeczne z potrzebą specjalistycznych kompetencji. Jest wręcz przeciwnie. Otwartość na inne dziedziny pozwala bowiem spojrzeć szerzej i tworzyć nowe horyzonty we własnej specjalności. To duże wyzwanie również dla organizacji nauki i systemu finansowania badań. Problemem jest choćby to, że brakuje ekspertów zdolnych ocenić rzeczywisty wkład badawczy i skutki takich interdyscyplinarnych przedsięwzięć. I dlatego jest niezbędne, aby wiele działań wspierających naukę bazowało na znajomości głębokiego, strukturalnego nakładania się dziedzin.

Kluczowymi korzyściami z interdyscyplinarności są m.in. większa innowacyjność, prowadząca niekiedy do tworzenia nowatorskich przełomów, a także wzbogacanie osobowości naukowców zyskujących nową perspektywę dla swych badań. Badania interdyscyplinarne prowadzą z zasady zespoły specjalistów z dziedzin istotnych dla opracowywanego problemu. Zespoły takie muszą znaleźć sposób na skoordynowanie różnych rodzajów danych i analiz pozwalających rozwiązywać problemy z unikalnej i wszechstronnej perspektywy. Holistycznie prowadzone badania zachęcają do całościowego zrozumienia tematu poprzez rozważenie go z wielu punktów widzenia. Może to prowadzić do solidniejszych i bardziej zróżnicowanych wniosków, uwzględniających szerszy zakres aspektów prowadzonych analiz. Podkreślmy także, że wpływ nauk interdyscyplinarnych wykracza daleko poza środowiska badawcze i promuje zmiany w powszechnych działaniach na rzecz wspólnej pomyślnej przyszłości. Przykładem może być polityka społeczna, która dzięki integracji nauk ekonomicznych i społecznych prowadzi często do bardziej społecznie korzystnych decyzji władz. 

Teks dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-michal-kleiber-interdyscyplinarnosc/

PAP/MB