Wie verändert künstliche Intelligenz die Forschung?

​Künstliche Intelligenz (KI) spielt im Forschungsprozess eine immer wichtigere Rolle. Auf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmen werden eingesetzt, um die Forschungseffizienz zu steigern und neue Perspektiven auf die untersuchten Themen zu eröffnen. Sie sind nicht nur wertvoll, wenn es darum geht, Verbindungen zwischen unterschiedlichen Informationen herzustellen, sondern auch beim Formulieren und Testen neuer Hypothesen.

Anwendungsfälle für die Forschung zu künstlicher Intelligenz

In letzter Zeit hat die Forschung zu künstlicher Intelligenz erhebliche Fortschritte gemacht: Ein Algorithmus für maschinelles Lernen ist in der Lage, völlig neue Proteine ​​zu erfinden, die Krankheiten bekämpfen können. Darüber hinaus entwickeln KI-Forscher derzeit Algorithmen, die wissenschaftliche Forschungsarbeiten durchsuchen und daraus Informationen extrahieren können, um wissenschaftliche Arbeiten automatisch zu korrigieren. Schauen wir uns weitere Anwendungsfälle künstlicher Intelligenz in der Forschung an.

1. Daten automatisieren

Künstliche Intelligenz wird auch verwendet, um Ressourcen in Forschungslaboren zu optimieren, die Datenerfassung zu automatisieren und die Synthese und Analyse komplexer Datensätze zu erleichtern. Beispielsweise wird KI in jüngster Zeit eingesetzt, um die Steuerung von Aktivitäten in groß angelegten Langzeitstudien zu unterstützen, indem sie Echtzeit-Anleitungen bereitstellt. KI-Systeme können möglicherweise den Gesundheitszustand jedes Teilnehmers einer Studie überwachen und Wissenschaftler benachrichtigen, wenn sich der Status eines Teilnehmers ändert.

2. Geräte optimieren

Künstliche Intelligenz wird auch zur Optimierung von Labortechnik und -geräten eingesetzt. KI-betriebene Roboter können viele Aufgaben automatisieren, die bisher nur von Menschen ausgeführt wurden, etwa das Organisieren und Lagern wissenschaftlicher Geräte, das Vorbereiten von Proben für die Analyse und die Durchführung routinemäßiger Diagnosetests. Darüber hinaus können automatisierte Systeme Aufgaben ausführen, die für Wissenschaftler oder Techniker zu gefährlich oder zu schwierig wären. Künstliche Intelligenz und Robotik werden auch bei der Versuchsplanung eingesetzt – sie helfen Forschern zu bestimmen, welche Parameter geändert werden sollten, wie Experimente gestaltet werden sollten und welche Messungen durchgeführt werden sollten.

3. Gesundheitswesen

Viele glauben, dass künstliche Intelligenz bald eingesetzt werden wird, um neue Medikamente und Medikamentenkombinationen zu identifizieren, Krankheiten anhand medizinischer Bilder zu diagnostizieren und bei Operationen zu helfen. Mithilfe künstlicher Intelligenz konnte ein Enzym besser vorhergesagt werden als mit jeder anderen Vorhersage zuvor. Dabei kommt eine Technik namens Deep Learning zum Einsatz. Das System ist in der Lage, die dreidimensionale Struktur von Enzymen vorherzusagen. Darüber hinaus sind die 3D-Strukturen komplexer als diejenigen, für deren Verarbeitung der Algorithmus zuvor trainiert wurde. Künstliche Intelligenz wird auch in der Krebsforschung erfolgreich eingesetzt, um bessere Möglichkeiten zur Erkennung, Diagnose und Behandlung von Krebspatienten zu schaffen.

Forscher berichten, dass sie maschinelles Sehen zur Analyse menschlichen Verhaltens und körperlicher Eigenschaften in Videos von Menschen mit Autismus und Asperger-Syndrom einsetzen. Sie nutzten auf Deep Learning basierende KI-Algorithmen mit einem Datensatz von 1.200 Videos mit einer 12-Megapixel-Kamera, wie der des iPhone 13, von Personen, die Gesichtsausdrücke machen oder soziale Interaktionen wie Lächeln oder Nicken durchführen. Die Analyse ergab zehn verschiedene Gesichtszustände von Autismus, und das tiefe neuronale Netzwerk sagte die Schwere der Symptome genau voraus.

4. Informatik

Forscher nutzen auf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmen, um molekulare Datenbanken zu durchsuchen und wirksame Moleküle mit gewünschten Eigenschaften zu finden. Ein solcher Algorithmus könnte in der Lage sein, eine Datenbank mit Millionen von Molekülen in einem Bruchteil der Zeit zu durchsuchen, die ein erfahrener Wissenschaftler dafür benötigen würde.

Informatiker haben außerdem ein System entwickelt, mit dem sich auf Basis bestehender Videospiele neue Lernspiele generieren lassen. Forscher nutzen künstliche Intelligenz, um neue Algorithmen zu entwickeln, die bestehende Spielelemente zu neuen Spieltypen neu kombinieren. Sie nutzten maschinelles Lernen, um ein System zu entwickeln, das personalisierte Lernalgorithmen verwendet, um Elemente aus riesigen Mengen an Videospielinhalten auszuwählen und sie dann auf unvorhersehbare Weise neu zu kombinieren. Die Forscher schlagen vor, dass diese Technik verwendet werden könnte, um verschiedene Arten von Videospielen zu erforschen oder neue auf der Grundlage bestehender Spiele zu entwickeln.

Die Zukunft der Forschung

Manche Menschen behaupten, dass künstliche Intelligenz die menschliche Natur, ihre Intelligenz und Entscheidungsprozesse beeinflussen wird. Mit dem Aufkommen künstlicher Intelligenz gibt es Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen ihrer Entwicklung auf den Menschen, einschließlich der Förderung von Vorurteilen in menschlichen Denkprozessen. Eine verbreitete Sorge ist, dass Maschinen intelligenter werden als Menschen und dadurch die Kontrolle erlangen. Unabhängig davon erweist sich KI als leistungsstarkes Werkzeug, um Informationen zu verknüpfen und neue Hypothesen abzuleiten.

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