یک روش جدید هوش مصنوعی که توسط پروفسور مارکوس بوهلر توسعه یافته است، با یافتن ارتباطات پنهان بین علم و هنر، ایده‌های تازه‌ای برای طراحی مواد ارائه می‌دهد. این مدل از تکنیک‌های مبتنی بر گراف استفاده می‌کند تا روابط پیچیده بین مفاهیم علمی مختلف را شناسایی کرده و پیشنهادهای نوآورانه‌ای برای مواد جدید ارائه کند.
تصور کنید هوش مصنوعی بتواند دو ساختار ظاهراً نامرتبط، مانند بافت بیولوژیکی و «سمفونی شماره ۹» بتهوون را با یکدیگر مقایسه کند. اگرچه ممکن است این دو در نگاه اول هیچ ارتباطی با یکدیگر نداشته باشند، اما یک روش جدید هوش مصنوعی که توسط مارکوس بوهلر، استاد مهندسی در MIT، توسعه یافته، این ارتباط را کشف می‌کند و الگوهای مشترکی از پیچیدگی و نظم را میان آنها آشکار می‌سازد.
بوهلر می‌گوید: «با ترکیب هوش مصنوعی مولد و ابزارهای محاسباتی مبتنی بر گراف، این روش ایده‌ها، مفاهیم و طراحی‌های کاملاً جدیدی را آشکار می‌کند. ما می‌توانیم با آموزش هوش مصنوعی برای پیش‌بینی ایده‌ها و طراحی‌هایی که تاکنون دیده نشده‌اند، کشف‌های علمی را تسریع کنیم.»
پژوهش اخیر بوهلر که در ژورنال Machine Learning: Science and Technology منتشر شده است، یک روش پیشرفته هوش مصنوعی را معرفی می‌کند که از ترکیب استخراج دانش مولد، نمایش مبتنی بر گراف و استدلال چندوجهی بهره می‌برد. بوهلر برای توسعه این مدل از نظریه دسته‌بندی، شاخه‌ای از ریاضیات که ساختارها و روابط انتزاعی را بررسی می‌کند، استفاده کرده است.
در این پژوهش، بوهلر مجموعه‌ای از ۱۰۰۰ مقاله علمی درباره مواد زیستی را تحلیل کرد و آنها را به نقشه‌ای دانش‌محور به شکل یک گراف تبدیل نمود. این گراف نحوه اتصال اطلاعات مختلف را نشان داده و گروه‌هایی از ایده‌های مرتبط و نقاط کلیدی که بسیاری از مفاهیم را به هم متصل می‌کنند، را کشف کرد.
بوهلر اضافه می‌کند که «این گراف دارای ساختاری بدون مقیاس است و بسیار متصل بوده و می‌تواند به شکل مؤثری برای استدلال گرافی مورد استفاده قرار گیرد. این روش به سیستم‌های هوش مصنوعی امکان می‌دهد تا داده‌های مبتنی بر گراف را برای ساخت مدل‌های نمایشی بهتر از جهان بیاموزند و به کشف و ایده‌پردازی‌های جدید کمک کنند.»
این مدل هوش مصنوعی حتی مشابهت‌های غیرمنتظره‌ای میان مواد زیستی و سمفونی شماره ۹ بتهوون پیدا کرد، که هر دو الگوهای پیچیدگی مشابهی دارند. بوهلر می‌گوید: «مشابه بافت‌های بیولوژیکی که سلول‌ها در آنها به شکلی پیچیده و منظم برای انجام وظیفه‌ای خاص تعامل دارند، سمفونی بتهوون نیز نت‌ها و تم‌های موسیقایی را به شیوه‌ای منسجم سازمان‌دهی می‌کند.»
در آزمایشی دیگر، مدل مبتنی بر گراف پیشنهاد کرد ماده‌ای زیستی جدید با الهام از نقاشی انتزاعی «ترکیب شماره ۷» اثر واسیلی کاندینسکی ساخته شود. مدل پیشنهادی یک ماده مرکب مبتنی بر مایسلیوم ارائه کرد که از ویژگی‌هایی نظیر استحکام مکانیکی، تخلخل و الگوهای شیمیایی پیچیده برخوردار بود.
بوهلر در نهایت می‌گوید: «این مطالعه علاوه بر پیشرفت در زمینه مواد الهام گرفته از زیست، یک چارچوب عمومی برای نوآوری فراهم می‌کند و آینده‌ای را شکل می‌دهد که در آن پژوهش‌های میان‌رشته‌ای به کمک گراف‌های دانش و هوش مصنوعی به ابزاری برای کاوش علمی و فلسفی تبدیل خواهد شد.»
منبع خبر: Machine Learning: Science and Technology
