היוכלו רובוטים להחליף את הסטודנטים במעבדות? * הוא לא נראה כמו R2-D2 מ”מלחמת הכוכבים”, אך חוקרים בריטיים מסרו ביום רביעי כי הם יצרו רובוט אינטלגנטי המסוגל לבצע ניסויים לפרש ולדווח על תוצאותיהם.
מארק פפלו , Nature (תרגום: דיקלה אורן)
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/scirob.html
הוצג לראשונה רובוט מדען, שיכול לנסח תיאוריות, לערוך ניסויים ולפרש את התוצאות – וכל זאת בעלות נמוכה מעמיתיו האנושיים.
בנוגע לבינה מלאכותית, הרובוט המדען, שתוכנן על ידי רוס קינג מאוניברסיטת ווילס מאבריסטווית, בריטניה, ועמיתיו, אינו כה חכם כמחשבים אחרים כגון אלה שמשחקים שחמט. ואולם, שילוב החוכמה של מחשב עם הזריזות של רובוט לא הייתה עניין פעוט.
“למרות שהטכנולוגיה למרכיביו השונים של הרובוט כבר קיימת, הרכבתם יחד ויישומם על בעיה מדעית אמיתית הם הישג הנדסי משמעותי,” אומר רון כריסלי, שמפתח מערכות בינה מלאכותית במרכז לחקר המדעים הקוגנטיביים באוניברסיטת סאסקס, בריטניה.
העבודה היא חלק ממסורת ארוכת יומין באוטומציה, אומר המומחה למדעי המחשב פאט לנגלי מאוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה. כבר בשנת 1990 ג'ן זיטקו ועמיתיו חיברו מערכת גילוי ממוחשבת לרובוט, שמבצע ניסויים. הם לא פרסמו את עבודתם באותו זמן, אך מגיע להם קצת קרדיט, אומר לנגלי.
“היו כבר רובוטים מדענים כבר זמן מה,” מתבדח כריסלי. “אך בעבר תמיד קראנו להם סטודנטים.”
קינג תכנת את הרובוט למצוא אילו גנים בשמרים אחראים על יצירת חומצות אמינו חיוניות כגון פניל אלנין וטירוסין. כדי לעשות זאת, הרובוט גידל זן של שמרים בו כמה גנים חסרים והשווה את גדילתו לזו של שמרים רגילים במטרה לגלות את תפקידם של הגנים החסרים. חוקרים איתרו זה מכבר את הגנים, שחיפש הרובוט, אך קינג מבטיח, שהם לא סיפקו לרובוט רמזים.
ניסיונות לאמוד את יעילותו של הרובוט בתכנון ניסויים הראו, שביצועיו לא נפלו משמעותית מאלה של קבוצת מדענים אנושיים.
מייק יאנג, יושב ראש המחלקה למדעי החיים באוניברסיטת ווילס, היה אחד ממתכנני הניסויים האנושיים. “הרובוט באמת ניצח אותי,” הוא מודה, “אך רק כיוון שלחצתי על מקש שגוי בשלב מסוים של המבחן.”
כמו כל ראש מעבדה טוב, הרובוט מתוכנת להיות שקול בענייני העלות של הניסויים אותם הוא עורך. המבחן נתן נקודות קנס אם המדענים האנושיים בחרו לערוך ניסויים, שעלותם גבוהה מזו של ניסויי הרובוט. “בני אדם נוטים לבחור בניסויים יותר יקרים, אם הם מאמינים, כי התמורה תהיה שווה,” אומר יאנג. זה לא בהכרח דבר טוב או רע בעולם האמיתי, הוא מציין, אך זה סייע לניצחונו של הרובוט.
הגנטיקאי סטיבן אוליבר מאוניברסיטת מנצ'סטר, שעזר לבחור את פרויקט המחקר של הרובוט, אומר, כי ברובוט טמון פוטנציאל ליותר מרק ביצוע עבודת פרך. “הצעד הבא יהיה לגרום לרובוט לגלות משהו חדש לגמרי,” אומר אוליבר, “אולי יהיה ניתן להשתמש בו לגילוי תרופות.”
דאגתו היחידה של כריסלי היא שמעבדה מלאה במדענים רובוטיים תדחה ניסויים שנכשלו, שעשויים לפתוח צוהר לתחומים חדשים של מחקר. “לאורך ההיסטוריה של המדע, התחוור לנו, שביכולתן של טעויות להוביל לגילויים גדולים,” הוא אומר. “כאשר בני אדם מבצעים את העבודה השחורה במדע, אתה תמיד מגלה דברים חדשים ומקומות בלתי ידועים.”
גרסת יובל דרור, הארץ
מדענים וחוקרים מקדישים עשרות שנים מחייהם כי לחקור ולהבין תופעות. הם מנסחים השערות, עורכים ניסויים, מנתחים את התוצאות ומתאימים את ההשערות שלהם לנתונים שקיבלו. אף שהם נעזרים במחשבים ורובוטים, העזרה מוגבלת בדרך כלל לחישובים או לביצוע מטלות החוזרות על עצמן. קבוצת חוקרים מבריטניה מתארת, במאמר שפורסם אתמול בכתב העת “Nature”, מערכת שמורכבת מרובוט מעבדה וממחשב אישי – ושמבצעת את כל התהליך המדעי שעד כה היה בשליטה בלעדית של בני האדם: תכנון וביצוע ניסויים, העלאת השערות, פסילת השערות בלתי סבירות והסקת מסקנות.
לדברי החוקרים הבריטים, בעשורים האחרונים נרשמה התקדמות רבה בתחום הבינה המלאכותית, בייחוד בכל הקשור לפיתוח אלגוריתמים מתמטיים המאפשרים למחשבים ללמוד מהניסיון. למרות זאת הם טוענים: “ההשפעה של הבינה המלאכותית על התהליך המדעי היתה מוגבלת”.
התהליך המדעי, כפי שהוא מתואר בידי החוקרים, מתבצע כך: החוקר משתמש בניסיון ובדמיון שלו כדי לנסח השערת מחקר (היפותזה) אפשרית. כדי לגלות אם ההשערה נכונה הוא גוזר מתוכה ניסוי, ובאמצעותו הוא בוחן אותה.
החוקרים בדקו אם גם מערכת ממוחשבת תוכל לבצע תהליך זה ללא עזרה אנושית. הם בנו מערכת המורכבת ממכונה לטיפול בנוזלים הנשלטת בידי מחשב אישי, מכונה לבדיקת תוכן של צלוחיות המחוברת למחשב אישי נוסף, ומחשב שלישי האוסף את הנתונים, מנתח אותם ומסיק מסקנות. התוכנה המפעילה את המערכת כוללת רקע בסיסי על הדרך שבה יש לבצע ניסויים מדעיים, ורקע בביולוגיה. מהרגע שהמערכת מתחילה לעבוד, כמעט אינה נדרשת התערבות אנושית.
המדענים הטילו על הרובוט המדעי לגלות מהו תפקידם של כמה גנים הנמצאים בשמרים. הם לימדו את הרובוט כיצד לערבב נוזלים וכיצד לשפוך אותם לצלוחיות ולמבחנות המתאימות. מרגע זה היה על הרובוט לבצע סדרה של ניסויים כדי להגיע לתוצאות הנכונות. בכל שלב עידכן הרובוט את ההשערות שלו בהתאם לתוצאות שקיבל. החוקרים הדגישו כי הם לא סייעו לרובוט להחליט אילו ניסויים עליו לבצע ואילו מסקנות עליו להסיק.
את מידת ההצלחה של הרובוט הם השוו לסדרה אחרת של ניסויים, שבוצעו על פי האסטרטגיה המורה לבצע את הניסויים הזולים ביותר שעדיין לא בוצעו (“המודל החסכן”), וסדרה שלישית של ניסויים שבוצעו באקראי.
מתוצאות הבדיקה עולה שהרובוט הגיע לרמת דיוק של 79.5% בתשובותיו, לעומת 73.9% של “המודל החסכן” ו-57.4% של המודל האקראי. כדי להגיע לרמת דיוק של 70%, הרובוט המדען ביצע פחות ניסויים, ובעלות שהגיעה רק לכדי מאית מהניסויים שבוצעו במודל האקראי. ביחס ל”מודל החסכן” ביצע הרובוט מחצית מהניסויים, ועלותם הסתכמה בפחות משליש.
לטענת החוקרים, הניסוי שביצע הרובוט המדען מספק עדות ברורה כי “ניתן לנסח חלק מתהליך הסקת המסקנות המדעי ולהפוך אותו לאוטומטי”. לדבריהם, ניסוח ברור של התהליך עשוי לחסוך כסף, שכן נכון לעכשיו, מדענים מבצעים ניסויים ללא קשר לעלותם. בדברי הסיכום שלהם הם כותבים שקיימת חשיבות גדולה להפיכת חלק מהתהליך המדעי לאוטומטי: “הדבר יאפשר למדענים לעסוק בקפיצות הדרך היצירתיות והמשמעותיות, בהן הם מצטיינים”.
לידיעה בבי.בי.סי
ידען הרובוטיקה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~736720043~~~65&SiteName=hayadan
