В первой половине сентября в Новосибирском Академгородке, на территории Академпарка, прошел Второй Международный конгресс «CRISPR-2023», посвященный достижениям клеточной и молекулярной биологии. Несмотря на то, что основная тематика мероприятия была адресована узким специалистам, некоторые темы оказались способны всколыхнуть воображение у любого из нас, даже весьма далекого от естествознания. Одна из таких тем была посвящена применению искусственного интеллекта в биологии и медицине. Ее изложил в своем докладе сотрудник Института искусственного интеллекта им. М. В. Ломоносова (Москва) Юрий Вяткин.
Сегодня вокруг этой темы, отметил докладчик, создано много «хайпа». Отдельные авторы научно-популярных книг, разные блогеры и знаменитые кинематографисты пугают обывателя восстанием сверхразумных машин, рисуя мрачные антиутопические картины порабощения человека искусственным интеллектом. Однако для таких сценариев пока что нет никаких объективных оснований, успокаивает Юрий Вяткин. Если это и случится, полагает он, то это произойдет очень нескоро. Тем более что уже сейчас принимаются меры к тому, чтобы указанные сценарии не сбылись.
Но самое главное, по словам Юрия Вяткина, заключается в том, что современный искусственный интеллект – еще далеко не та технология, чтобы она была способна каким-то образом навредить человеку. Конечно, угроза вытеснения людей из некоторых профессий с повестки дня не снимается. Всё это звучит пугающе, и в публичном дискурсе в последние годы подобные разговоры набирают обороты. Однако, указывает Юрий Вяткин, опасения по поводу искусственного интеллекта звучали достаточно давно. Первые прототипы ИИ появились еще в начале 1960-х годов. И уже тогда появился первый «хайп» по этому поводу. Так что ничего нового в современных антиутопических сюжетах на эту тему нет.
Что характерно: развитие технологий ИИ происходит рывками, волнообразно. За каждым всплеском активного развития следовал период потери интереса к ним. Первая «зима» для ИИ наступила в 1970-х. В 1980-х последовал очередной бум, а в 1990-х произошла очередная «зима». В конце 1990-х годов, после того, как компьютер впервые обыграл человека в шахматы, - интерес к ИИ возобновился, и по сию пору мы наблюдаем очередной бум. Тем не менее, полагает Юрий Вяткин, в ближайшие годы нас вполне может поджидать очередная «зима».
В целом же, по словам ученого, искусственный интеллект не представляет ничего пугающего. Это есть не более чем инструмент в наших руках. Инструмент весьма мощный и разнообразный по способам применения. Пугающие картины замешаны, скорее всего, на терминологической путанице. Дело в том, что, когда говорят об искусственном интеллекте, очень часто имеют в виду совершенно разные вещи. Так, существует точное научное понятие «слабого ИИ». Это как раз есть совокупность специфических методов и устройств, которые применяются для решения определенных задач. Помимо этого, есть понятие «сильного», или «человекоподобного» ИИ, на сегодняшний день являющегося утопией, хотя возможность его создания не оспаривается наукой.
«Сильный ИИ», уточняет Юрий Вяткин, пока еще не построен и, скорее всего, в ближайшее время его так и не построят. Есть также понятие «сверхразумного», «сверхсильного» ИИ, создание которого пока еще даже не прогнозируется.
Поэтому, когда мы сейчас говорим о применении искусственного интеллекта, по умолчанию речь идет исключительно о «слабом ИИ», то есть о совокупности методов, об инструменте. Здесь также нужно внести уточнения, поскольку так могут обозначаться несколько разные технологии. С одной стороны, мы имеем в виду символьные методы, развивающиеся еще с 1960-х годов. С другой стороны, мы имеем в виду машинное обучение, которое в настоящее время является краеугольным камнем искусственного интеллекта. Основной технологической платформой ИИ выступают нейронные сети, содержащие в себе кластер глубокого обучения.
Принципиально важный момент, имеющий прямое отношение к применению технологий ИИ в науке: необходимо постоянное накопление данных, позволяющих, грубо говоря, «натренировать» искусственный интеллект. Чем больше вы накапливаете данных, тем лучше проходит процесс машинного обучения. Нейронная сеть начинает всё лучше и лучше «понимать» все тонкости исследуемого процесса. К примеру, если нейронная сеть получает массу вариантов изображения какой-то цифры, она постепенно приходит к безошибочному ее распознаванию. Как раз после такой процедуры мы способны применять искусственный интеллект, подавая на вход очередную цифру, которая будет распознана. По тому же принципу идет работа с использованием, например, генетических данных в биологии.
В настоящее время, подчеркивает Юрий Вяткин, мы наблюдаем невероятно высокую скорость развития искусственного интеллекта. Например, сейчас нейронные сети научились генерировать изображения людей с фотографической точностью, хотя еще совсем недавно такие изображения были весьма размытыми. Правда, иногда случаются некие отклонения от реализма, называемые «галлюцинациями». При генерировании развлекательных картинок это не так уж и страшно. Однако если речь идет о дизайне белка (то есть применительно к биологии), то здесь появление «галлюцинации» может принести вред. Отсюда следует, что до определенной поры необходимо будет использовать какие-то внешние методы контроля.
Каково поле применения технологий ИИ применительно к наукам о жизни? Одна из самых актуальных областей, где сейчас активно используются такие технологии, - это область драг-дизайна, то есть «проектирования» новых лекарственных препаратов. По словам Юрия Вяткина, уже возникают целые поколения моделей искусственного интеллекта, позволяющие всё качественнее и качественнее предсказывать потенциальные лекарственные препараты, способные в недалеком будущем стать лекарствами. На этой ниве недавно отметились известные зарубежные компании, которые уже выходят на вторую фазу клинических испытаний препарата. Далее появились методы компьютерного зрения, позволяющие очень эффективно работать с фенотипами клеток. Искусственный интеллект позволяет снимать гигантское количество признаков этих клеток и очень точно определять их по большому количеству параметров.
Также, отмечает Юрий Вяткин, большое значение имеет сейчас так называемый генеративный искусственный интеллект, способный «генерировать» заново какие-то объекты биологической природы. В данном случае речь идет об объектах нашего пристального изучения.
Особое внимание за последние два-три года уделяется так называемым языковым моделям, ставшим поворотной точкой в развитии ИИ. С недавних пор их начали активно использовать в науках о жизни. Язык аминокислотных последовательностей можно сопоставить с языком человека, и в этом смысле аминокислоты сопоставимы с алфавитом. Словам будут соответствовать элементы вторичной структуры, предложениям – третичная (пространственная) структура белка. Смыслам предложения соответствует функция белка, а тексту – белковые комплексы и механизмы работы в клетке. Если есть такая аналогия, то появляется возможность построить языковую модель и на языке белков. И в последнее время такие модели уже активно и в больших количествах строятся. С их помощью, уточняет Юрий Вяткин, можно решать какие-то конкретные задачи.
В круг таких задач могут входить предсказания функций недостаточно изученных белков, предсказания drug-like свойств низкомолекулярных соединений, дизайн вариабельных районов антител для усиления взаимодействия, анализ связывания белками нуклеиновых кислот и т.д.
Разумеется, науки о жизни не исчерпываются генетикой и молекулярной биологией. Технологии искусственного интеллекта приходят на помощь ученым, исследующим поведение животных. К примеру, кашалоты с их когнитивными способностями и социальными структурами кодируют сообщения друг другу с помощью щелчков и других сигналов. Ученые давно пытаются расшифровать этот тайный язык, для чего подключаются технологии ИИ. В настоящее время уже создается модель китового языка и «переводчики» на язык человека!
Полагаем, если этот опыт окажется удачным, то открывается широчайшее поле исследований живой природы, когда человек постигнет – в буквальном смысле – язык животных и создаст невообразимые ранее формы коммуникаций с нашими «меньшими» братьями.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии