Kako s strojnim učenjem izboljšati raziskave

Univerza v Novi Gorici (UNG) je skupaj s partnerji na evropskem razpisu Cofund v okviru sklada Marie Sklodowske-Curie pridobila 10 milijonov evrov za financiranje raziskovalnega projekta Smash, katerega tema je strojno učenje v naravoslovju in humanistiki.

»Glavni cilj je, da 50 podoktorskim raziskovalcem omogočimo uporabo strojnega učenja pri njihovih raziskavah. Na voljo jim bodo vrhunska oprema, med drugim superračunalnik Vega, ter domači in tuji mentorji. V programu jih bomo kar se da dobro pripravili na znanstveno kariero. Med cilji je tudi to, da se med seboj še tesneje povežemo različne raz­iskovalne institucije in podjetja,« je poudarila prijaviteljica projekta Gabrijela Zaharijaš, direktorica doktorskega študijskega programa Fizika na UNG in raziskovalka na tamkajšnjem centru za astrofiziko in kozmologijo. Skupaj s sodelavcema Andrejo Gomboc in Grišo Močnikom bo prihodnjih pet let koordinirala raziskovalne dejavnosti projekta Smash.

Univerza v Novi Gorici je za projekt pridobila 10 milijonov evrov. FOTO: Blaž Samec

»Upamo, da bomo v Slovenijo pritegnili najboljše mlade ume, saj jim v okviru projekta lahko ponudimo dobre razmere,« je dodala dr. Zaharijaš. Projekt Smash bo polovično financirala evropska komisija, polovico pa bo prispevalo ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport. Sredstva bodo namenjena mednarodnim podoktorskim sodelavcem, vsakemu za obdobje dveh let.

Raziskovali bodo na petih slovenskih institucijah, poleg UNG še na Univerzi v Ljubljani, Institutu Jožef Stefan, Agenciji RS za okolje in Institutu informacijskih znanosti IZUM. Predvideno je tudi sodelovanje z 32 mednarodnimi institucijami in podjetji, med njimi so Cosylab, Sinergise, Sissa Trst, Cern Ženeva, Univerza kraljice Marije v Londonu, Univerza Kalifornije v Berkeleyju in Univerza v Washingtonu.

Na sledi skrivnostim vesolja in sploh vsega

»V projekt smo vključili skupine, ki so najbolj dejavne na pod­ročju strojnega učenja in imajo znanje oziroma razvijajo aplikacije strojnega učenja za najrazličnejša znanstvena področja,« je pojasnila. »Raziskovali bodo na področjih astrofizike in kozmologije, personalizirane medicine, torej bodo iskali načine, kako z uporabo podatkov priti do terapij, prilagojenih posamezniku, proučevali bodo vremenske podatke in atmosfero ter kako procesi vplivajo na podnebje in podnebne spremembe, prav tako bodo raziskovali na področju humanistike, natančneje lingvistike oziroma človeškega in živalskega sporazumevanja. Med drugim tudi, kako se sporazumevajo delfini.«

Kot je še razložila, prijavljenim raziskovalcem dajo proste roke pri oblikovanju raziskovalnih projektov. »Na spletni strani, ki bo pripravljena v prihajajočih mesecih, bomo našteli, katera področja ponujamo, lahko nas bodo zaprosili za pomoč pri oblikovanju teme, vendar jih ne bomo omejevali. Prijavljene projekte bo mednarodna komisija nato pregledala in izbrala najboljše.«

Doba podatkov

Skupna točka vseh projektov pa bo strojno učenje. »Strojno učenje, umetna inteligenca, to so moderne tehnologije, ki jih nekatera področ­ja, denimo finančni svet in družbena omrežja, že s pridom izkoriščajo. Živimo v dobi podatkov, vse se vrti okoli zbiranja in uporabe podatkov ter njihove monetizacije. Vsekakor so to tehnologije, ki jih je razvila znanost, in seveda naj jih znanost tudi izkorišča. Preveriti želimo, kako lahko s strojnim učenjem še izboljšamo raziskave. Porajajo se novi in novi eksperimenti, tudi znanost ima vedno več podatkov in strojno učenje ni le v pomoč znanstvenikom, ampak nuja.«

Projekt koordinira Gabrijela Zaharijaš. FOTO: Jure Eržen

Raziskovalcem bo na voljo super­računalnik Vega, ki lahko izvede več kot 6,9 peta­flopa oziroma 6,9 milijona milijard izračunov na sekundo, kar je približno toliko, kot če bi 40 tisoč osebnih računalnikov hkrati izvajalo isto računsko operacijo, omogoča pa tudi izred­no hiter prenos podatkov do drugih superračunalniških centrov in njihovo trajno hrambo. »Menim, da je uporaba superračunalnika Vega lahko dobra motivacija za prijavo projekta. Z Vego je Slovenija na seznamu držav z najboljšo infrastrukturo in dogovorili smo se, da jo bomo kar najbolj izkoristili.«

Na vprašanje, koliko strojnega učenja že uporabljajo pri raz­iskavah v centru za astrofiziko in kozmologijo, pa je dr. Zaharijaš odgovorila, da se za zdaj s tem »še igrajo«. »Prejeli smo sredstva ARRS, da sem strojno učenje vpeljala v gama astronomijo. Raziskujemo, katera vprašanja vse lahko postavimo, ko imamo na voljo nove tehnike. Vendar smo šele na začetku. Trudimo se to znanje izboljšati in pridobiti več izkušenj. Tudi nekateri partnerji v projektu so podobni nam in strojno učenje šele uvajajo v svoje raziskave, na drugi strani pa imamo vrhunske strokovnjake s tega področja, ki delujejo na ljubljanski fakulteti za računalništvo in informatiko ter na Inštitutu Jožef Stefan.«

Koordinatorka projekta dr. Gabrijela Zaharijaš se veseli, da so v njem povezali akademsko sfero in industrijo. »Želim si, da bi se v projektu pridobljeno znanje z univerz in inštitutov prelilo v konkretne rešitve v podjetjih.«