Ekologija i veštačka inteligencija – jače zajedno

Foto: Shutterstock.com

Istraživači kažu da bi jedna druga grana biologije – ekologija – mogla inspirisati čitavu novu generaciju veštačke inteligencije (AI) da bude snažnija, održivija i društveno odgovornija.

Zagovara se sinergija AI i ekologije koja bi mogla osnažiti AI i pomoći da se reše složeni globalni problemi, kao što su širenja bolesti, nestajanje biodiverziteta i uticaji klimatskih promena, piše Phys.org.

Preporučujemo

Ideja je proistekla iz opservacije da AI može biti zapanjujuće dobra u nekim zadacima, ali daleko od korisne u drugim – i da razvoj AI udara u zidove koji bi se mogli prevazići uz pomoć ekoloških principa.

Kako AI može pomoći ekologiji

Ekolozi već upotrebljavaju AI u potrazi za obrascima u velikim količinama podataka i preciznijim predviđanjima, kao na primer da li bi novi virusi mogli biti sposobni da inficiraju ljude i koje životinje su najverovatniji domaćini tih virusa.

Međutim, ima još mnogo mogućnosti za primenu AI u ekologiji, poput sinteze velikih količina podataka i pronalaženja nedostajućih karika u složenim sistemima.

Naučnici obično pokušavaju da razumeju svet poredeći dve varijable u nekom trenutku – npr. kako gustina populacije utiče na broj slučajeva neke zarazne bolesti. Problem je što, kao većina složenih ekoloških sistema, predviđanje prenošenja bolesti zavisi od više faktora. Ekolozi ne znaju uvek koji su to sve faktori, ograničeni su na one koji se mogu lako izmeriti (nasuprot društvenim ili kulturnim faktorima, na primer) i teško je uhvatiti interakciju tih različitih varijabli.

U poređenju sa drugim statističkim modelima, AI može da obuhvati veće količine podataka i različite izvore podataka, i to može pomoći da se otkriju nove interakcije i uzroci koji možda nisu smatrani značajnim. Mnogo obećava razvoj AI u cilju boljeg zahvatanja više vrsta podataka, poput sociokulturnih uvida koje je zaista teško svesti na neki broj.

U otkrivanju ovih kompleksnih odnosa i novih svojstava, AI bi mogla generisati jedinstvene hipoteze za testiranje i otvoriti čitave nove pravce ekološkog istraživanja.

Kako ekologija može pomoći AI

Sistemi veštačke inteligencije su ozloglašeno fragilni, sa potencijalno katastrofalnim posledicama, poput pogrešne dijagnoze raka ili izazivanja atomobilskog sudara.

Neverovatna rezilijentnost ekoloških sistema mogla bi inspirisati moćnije i prilagodljivije arhitekture AI. Ekološko znanje bi naročito moglo pomoći u rešavanju problema kolapsa metoda u veštačkim neuralnim mrežama, sistemima AI koji često pokreću prepoznavanje govora, kompjutersko viđenje itd.

Kolaps metoda je kad učite neku veštačku neuralnu mrežu nečemu, a zatim je učite nečemu drugom i ona zaboravi prvu stvar koju je učena. Bolje razumevanje zašto dolazi ili ne dolazi do kolapsa metoda u prirodnim sistemima moglo bi nas naučiti kako da ga izbegnemo u AI.

Inspirisana ekološkim sistemima, neka moćnija AI mogla bi uključivati petlje povratnih informacija, redundantne putanje i okvire za donošenje odluka. Ova poboljšanja fleksibilnosti mogla bi doprineti i većoj „opštoj inteligenciji“ AI koja bi mogla omogućiti razmišljanje i povezivanje dalje od specifičnih podataka na kojima je algoritam treniran.

Ekologija bi takođe mogla pomoći da se otkrije zašto veliki jezički modeli na bazi AI, koji pokreću popularne konverzacione softvere (četbotove) kao što je ChatGPT, ispoljavaju nova ponašanja koja nisu prisutna kod manjih jezičkih modela. Ova ponašanja uključuju „halucinacije“ – kad AI generiše lažne informacije.

Osim toga, buduća evolucija AI zavisi od svežih ideja. Izvršni direktor kompanije OpenAI, kreatora ChatGPT, kaže da dalji napredak neće doći pukim kreiranjem većih modela. Moraće postojati druge inspiracije, a ekologija nudi jedan put za nove načine mišljenja.

Put koevolucije

Iako ekologija i AI napreduju u sličnim pravcima nezavisno, istraživači kažu da bi tešnja i smišljenija saradnja mogla doneti nezamisliv napredak na oba polja.

Rezilijentnost je privlačan primer za korist od te saradnje. Što se ekologije tiče, napredak AI u merenju, modeliranju i predviđanju prirodne rezilijentnosti mogao bi pomoći u pripremi i odgovoru na klimatske promene. Što se AI tiče, jasnije shvatanje kako ekološka rezilijentnost funkcioniše moglo bi inspirisati rezilijentniju AI koja onda još bolje modelira i istražuje ekološku rezilijentnost, što bi predstavljalo pozitivnu povratnu spregu.

Tešnja saradnja takođe obećava veću društvenu odgovornost u obe oblasti. Ekolozi rade na inkorporaciji raznih načina shvatanja sveta od urođeničkih do drugih tradicionalnih sistema znanja, a veštačka inteligencija bi mogla pomoći da se objedine ovi različiti načini mišljenja. Pronalaženje načina za integraciju različitih vrsta podataka moglo bi poboljšati naše razumevanje socioekoloških sistema, dekolonizovati polje ekologije i ispraviti pristranosti u AI sistemima.

AI modeli su izgrađeni na postojećim podacima. Kad imamo jazove u podacima koji isključuju žene starije od 60, ljude drugačije boje kože ili tradicionalne načine znanja, stvaramo modele sa slepim mrljama koji mogu podržavati nepravdu.

U cilju približavanja, ekologija i AI moraju da rade na prevazilaženju različitih rečnika, naučnih kultura i izvora finansiranja. Istraživači se nadaju da će ova studija barem izazvati mnogo razgovora.

(Telegraf Nauka/Phys.org)