هل يمكن للروبوتات أن تحل محل الطلاب في المختبرات؟ * لا يبدو مثل R2-D2 من فيلم "حرب النجوم"، لكن باحثين بريطانيين قالوا الأربعاء إنهم ابتكروا روبوتا ذكيا قادرا على إجراء التجارب وتفسير نتائجها والإبلاغ عنها.
مارك بابيلو، الطبيعة (ترجمة: ديكلا أورين)
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/scirob.html
تم تقديم الروبوت العلمي لأول مرة، والذي يمكنه صياغة النظريات وإجراء التجارب وتفسير النتائج - وكل هذا بتكلفة أقل من نظرائه البشري.
وفيما يتعلق بالذكاء الاصطناعي، فإن الروبوت العلمي، الذي صممه روس كينغ من جامعة ويلز في أبيريستويث بالمملكة المتحدة، وزملاؤه، ليس ذكيا مثل أجهزة الكمبيوتر الأخرى مثل تلك التي تلعب الشطرنج. ومع ذلك، فإن الجمع بين حكمة الكمبيوتر وخفة حركة الروبوت لم يكن بالأمر الهين.
يقول رون كريسلي، الذي يطور أنظمة الذكاء الاصطناعي في مركز أبحاث العلوم المعرفية في جامعة كاليفورنيا: "على الرغم من أن التكنولوجيا الخاصة بالمكونات المختلفة للروبوت موجودة بالفعل، إلا أن تجميعها وتطبيقها على مشكلة علمية حقيقية يعد إنجازًا هندسيًا كبيرًا". جامعة ساسكس، المملكة المتحدة.
يعد هذا العمل جزءًا من تقليد طويل من الأتمتة، كما يقول خبير علوم الكمبيوتر بات لانجلي من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا. بالفعل في عام 1990، قام جين زيتكو وزملاؤه بربط نظام كشف محوسب بالروبوت الذي يقوم بإجراء التجارب. يقول لانجلي إنهم لم ينشروا أعمالهم في ذلك الوقت، لكنهم يستحقون بعض التقدير.
يقول كريسلي مازحًا: "كان هناك علماء روبوتات منذ فترة". "لكن في الماضي كنا نسميهم دائمًا طلابًا."
قام كينغ ببرمجة الروبوت للعثور على الجينات الموجودة في الخميرة المسؤولة عن صنع الأحماض الأمينية الأساسية مثل الفينيل ألانين والتيروزين. وللقيام بذلك، قام الروبوت بزراعة سلالة من الخميرة كانت فيها عدة جينات مفقودة وقارن نموها بنمو الخميرة العادية من أجل اكتشاف دور الجينات المفقودة. لقد حدد الباحثون منذ فترة طويلة الجينات التي كان الروبوت يبحث عنها، لكن كينج يؤكد أنهم لم يزودوا الروبوت بأي أدلة.
وأظهرت محاولات قياس كفاءة الروبوت في تصميم التجارب أن أداءه لم يقل بشكل كبير عن أداء مجموعة من علماء البشر.
وكان مايك يونج، رئيس قسم علوم الحياة بجامعة ويلز، أحد مصممي التجارب البشرية. ويعترف قائلا: "لقد تفوق علي الروبوت حقا، ولكن ذلك فقط لأنني ضغطت على المفتاح الخطأ في مرحلة معينة من الاختبار".
مثل أي رئيس مختبر جيد، تمت برمجة الروبوت ليأخذ في الاعتبار تكلفة التجارب التي يجريها. أعطى الاختبار نقاط جزاء إذا اختار العلماء البشريون إجراء تجارب تكلف أكثر من تجارب الروبوت. يقول يونج: "يميل البشر إلى اختيار تجارب أكثر تكلفة إذا كانوا يعتقدون أن المردود يستحق ذلك". ويشير إلى أن هذا ليس بالضرورة شيئًا جيدًا أو سيئًا في العالم الحقيقي، لكنه ساعد الروبوت على الفوز.
يقول عالم الوراثة ستيفن أوليفر من جامعة مانشستر، الذي ساعد في اختيار المشروع البحثي للروبوت، إن الروبوت لديه القدرة على القيام بأكثر من مجرد أداء العمل الشاق. يقول أوليفر: "ستكون الخطوة التالية هي جعل الروبوت يكتشف شيئًا جديدًا تمامًا، وربما يمكن استخدامه لاكتشاف الأدوية".
قلق كريسلي الوحيد هو أن يرفض المختبر المليء بالعلماء الآليين التجارب الفاشلة التي قد تفتح نافذة على مجالات بحثية جديدة. ويقول: "على مدار تاريخ العلم، أصبح من الواضح لنا أن الأخطاء يمكن أن تؤدي إلى اكتشافات عظيمة". "عندما يقوم البشر بالعمل القذر في العلوم، فإنهم دائمًا ما يكتشفون أشياء جديدة وأماكن غير معروفة."
نسخة يوفال درور، هآرتس
يكرّس العلماء والباحثون عقودًا من حياتهم للتحقيق في الظواهر وفهمها. يقومون بصياغة الفرضيات وإجراء التجارب وتحليل النتائج وملاءمة فرضياتهم مع البيانات التي تلقوها. على الرغم من أنهم يحصلون على المساعدة من خلال أجهزة الكمبيوتر والروبوتات، إلا أن المساعدة تقتصر عادةً على العمليات الحسابية أو أداء المهام المتكررة. يصف مجموعة من الباحثين من بريطانيا العظمى، في مقال نشر أمس في مجلة "الطبيعة"، نظاماً يتكون من روبوت مختبري وحاسوب شخصي - ويقوم بالعملية العلمية برمتها التي كانت حتى الآن تحت السيطرة الحصرية لـ الإنسان: التخطيط وإجراء التجارب، وطرح الفرضيات، ورفض الفرضيات غير المعقولة، واستخلاص النتائج.
ووفقا للباحثين البريطانيين، فقد حدث في العقود الأخيرة تقدم كبير في مجال الذكاء الاصطناعي، خاصة فيما يتعلق بتطوير الخوارزميات الرياضية التي تسمح لأجهزة الكمبيوتر بالتعلم من التجربة. ورغم ذلك فإنهم يزعمون أن "تأثير الذكاء الاصطناعي على العملية العلمية كان محدودا".
وتتم العملية العلمية كما وصفها الباحثون على النحو التالي: يستخدم الباحث خبرته وخياله لصياغة فرضية بحثية محتملة (الفرضية). ولكي يعرف مدى صحة الفرضية، يستمد منها تجربة، ويختبرها عن طريقها.
واختبر الباحثون ما إذا كان النظام المحوسب يمكنه أيضًا تنفيذ هذه العملية دون مساعدة بشرية. وقاموا ببناء نظام يتكون من آلة معالجة السوائل التي يتحكم فيها كمبيوتر شخصي، وآلة لاختبار محتويات القوارير المتصلة بكمبيوتر شخصي آخر، وكمبيوتر ثالث يقوم بجمع البيانات وتحليلها واستخلاص النتائج. يتضمن البرنامج الذي يدير النظام خلفية أساسية عن الطريقة التي ينبغي بها إجراء التجارب العلمية، وخلفية في علم الأحياء. منذ اللحظة التي يبدأ فيها النظام العمل، لا يتطلب الأمر أي تدخل بشري تقريبًا.
وكلف العلماء الروبوت العلمي بمعرفة وظيفة بعض الجينات الموجودة في الخميرة. وقاموا بتعليم الروبوت كيفية خلط السوائل وكيفية سكبها في القوارير وأنابيب الاختبار المناسبة. ومنذ هذه اللحظة، كان على الروبوت أن يقوم بسلسلة من التجارب للوصول إلى النتائج الصحيحة. وفي كل خطوة، قام الروبوت بتحديث فرضياته وفقًا للنتائج التي حصل عليها. وأكد الباحثون أنهم لم يساعدوا الروبوت في تحديد التجارب التي ينبغي عليه إجراؤها والاستنتاجات التي ينبغي عليه استخلاصها.
وقارنوا درجة نجاح الروبوت بسلسلة أخرى من التجارب، التي تم تنفيذها وفق الاستراتيجية التي ترشد إلى إجراء التجارب الأرخص التي لم يتم تنفيذها بعد ("النموذج المقتصد")، وسلسلة ثالثة من التجارب نفذت بشكل عشوائي.
وأظهرت نتائج الاختبار أن الروبوت وصل إلى مستوى دقة بلغ 79.5% في إجاباته، مقارنة بـ 73.9% للنموذج المقتصد، و57.4% للنموذج العشوائي. وللوصول إلى مستوى دقة 70%، أجرى الروبوت العالم عددًا أقل من التجارب، بتكلفة وصلت إلى جزء من مائة فقط من التجارب التي تم إجراؤها في النموذج العشوائي. وفيما يتعلق بـ "النموذج المقتصد"، أجرى الروبوت نصف التجارب، وبلغت تكلفتها أقل من الثلث.
وبحسب الباحثين، فإن التجربة التي أجراها الروبوت العالم تقدم دليلا واضحا على أن "جزءا من عملية استخلاص الاستنتاجات العلمية يمكن صياغته وجعله آليا". ووفقا لهم، فإن صياغة واضحة للعملية قد توفر المال، حيث يقوم العلماء حاليا بإجراء التجارب بغض النظر عن تكلفتها. وفي ملاحظاتهم الختامية، كتبوا أن هناك أهمية كبيرة في أتمتة جزء من العملية العلمية: "سيسمح هذا للعلماء بالانخراط في قفزات إبداعية وهامة في الطريقة التي يتفوقون فيها".
للحصول على الأخبار في بي بي سي
خبير الروبوتات
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~736720043~~~65&SiteName=hayadan
