نوبل فیزیک ۲۰۲۴ به کاشفان الگوها در اطلاعات رسید
راستابلاگ: جایزه نوبل فیزیک 2024 به جان اچ. هاپفیلد و جفری ای. هینتون اهدا شد.
به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا، کمیته نوبل، جایزه نوبل فیزیک امسال را به جان اچ. هاپفیلد و جفری ای. هینتون به پاس اکتشافات بنیادی و ابداعاتی که یادگیری ماشینی با شبکه عصبی مصنوعی را ممکن ساخت، اهدا کرد.
این دو دانشمند از فیزیک برای یافتن الگوهایی در اطلاعات استفاده کردند. آنها با بهره گیری از فیزیک شبکه های عصبی مصنوعی را آموزش دادند.
یادگیری ماشینی برای مدت طولانی در تحقیقات همچون مرتب سازی و تحلیل و بررسی حجم وسیعی از داده ها، اهمیت داشته است. جان هاپفیلد (John Hopfield) و جفری هینتون Geoffrey Hinton از ابزارهای فیزیک برای ساختن روش هایی استفاده کردند که به پایه گذاری یادگیری ماشینی قدرتمند امروزی کمک کرد. یادگیری ماشینی مبتنی بر شبکه های عصبی مصنوعی هم اکنون انقلابی در علم، مهندسی و زندگی روزمره به وجود آورده اند.
دو برنده جایزه نوبل فیزیک امسال از ابزارهای فیزیک برای توسعه روش هایی بهره برده اند که پایه و اساس یادگیری ماشینی قدرتمند امروزی است. جان هاپفیلد یک تداعی معانی (associative memory) ایجاد کرد که می تواند تصاویر و انواع دیگر الگوها را در داده ها ذخیره و بازسازی کند.
جفری هینتون روشی را ابداع کرد که می تواند بطور مستقل خاصیت ها را در داده ها پیدا کند و بدین سبب کارهایی مانند شناسایی عناصر خاص در تصاویر را انجام دهد.
وقتی سخن از هوش مصنوعی به میان می آید، اغلب منظورمان یادگیری ماشینی با بهره گیری از شبکه های عصبی مصنوعی است. این فناوری در اصل از ساختار مغز الهام گرفته شده است. در یک شبکه عصبی مصنوعی، نورون های مغز با گره هایی نشان داده می شوند که ارزش های متفاوتی دارند. این گره ها بوسیله اتصالاتی که می توانند به سیناپس ها متصل شوند، روی یکدیگر تاثیر می گذارند و می توانند قوی تر یا ضعیف تر شوند. شبکه بطور مثال با بوجودآوردن ارتباطات قوی تر بین گره ها بطور همزمان آموزش داده می شود. برندگان امسال کارهای مهمی را با شبکه های عصبی مصنوعی از دهه ۱۹۸۰ به بعد انجام داده اند.
جان هاپفیلد شبکه ای اختراع کرد که از روشی برای ذخیره و بازآفرینی الگوها استفاده می نماید. می توانیم گره ها را بصورت پیکسل تصور نماییم. شبکه هاپفیلد از فیزیک استفاده می نماید که خاصیت های یک ماده را از روی اسپین اتمی آن توصیف می کند. اسپین از خاصیت های بنیادی ذرات زیراتمی است که هر اتم را به یک آهنربای کوچک تبدیل می کند. شبکه بطور کلی به روشی معادل انرژی در سیستم اسپین موجود در فیزیک توصیف می شود و با یافتن مقادیری برای اتصالات بین گره ها آموزش داده می شود تا تصاویر ذخیره شده انرژی کمی داشته باشند. هنگامی که شبکه هاپفیلد با یک تصویر تحریف شده یا ناقص مواجه می شود، بطور روشمند بوسیله گره ها کار می کند و مقادیر آنها را به روز می کند تا انرژی شبکه کم شود. بدین سبب شبکه بصورت گام به گام کار می کند تا تصویر ذخیره شده ای را پیدا کند که شبیه تصویر ناقصی است که به آن داده شده است.
جفری هینتون از شبکه هاپفیلد به عنوان پایه و اساس شبکه جدیدی بهره برد که از روش متفاوتی استفاده می نماید و آن ماشین بولتزمن Boltzmann machine است. این شبکه می تواند یاد بگیرد که عناصر مشخص را در یک نوع داده خاص تشخیص دهد. هینتون از ابزارهای فیزیک آماری که علم سیستم هایی است که از خیلی از اجزای مشابه تولید شده بودند، بهره برد.
با قرار دادن نمونه ها در اختیار ماشین، به آن آموزش داده می شود. ماشین بولتزمن می تواند برای طبقه بندی تصاویر یا ایجاد نمونه های جدید از روی الگوهایی که با آنها آموزش دیده، مورد استفاده قرار گیرد. هینتون به شروع توسعه محیرالعقول حوزه یادگیری ماشین فعلی کمک کرده است.
مطالعات برندگان نوبل فیزیک ۲۰۲۴ تا حالا بیشترین فایده ها را داشته است. الن مونز(Ellen Moons)، رییس کمیته نوبل فیزیک می گوید: در فیزیک، ما از شبکه های عصبی مصنوعی در طیف وسیعی از زمینه ها، مانند توسعه مواد جدید با خاصیت های خاص، استفاده می نماییم.
دستاوردهای برندگان فیزیک امسال بر پایه های علم فیزیک استوار بوده است. آنها راه کاملا جدیدی را به ما نشان داده اند تا از کامپیوتر ها برای گرفتن کمک و راهنمایی برای مقابله با خیلی از چالش ها استفاده نمائیم.
به لطف مطالعات آنها، بشریت حالا یک گزینه جدید در جعبه ابزار خود دارد که می توانیم از آن برای اهداف خوب استفاده نمائیم.
این زمینه هم اکنون در راه پیشرفت برای ایجاد یک جامعه پایدار و شناسایی مواد کاربردی جدید است. این که چگونه در آینده از یادگیری عمیق توسط شبکه های عصبی مصنوعی استفاده می شود، بستگی به این دارد که ما انسان ها چگونه از این ابزارهای فوق العاده قدرتمند استفاده می نماییم.
جان جی. هاپفیلد، متولد سال ۱۹۳۳ در شیکاگوی ایالات متحده آمریکا است. او دکترای خودرا در سال ۱۹۵۸ از دانشگاه رنل، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا دریافت کرد و هم اکنون استاد دانشگاه پرینستون، نیوجرسی، ایالات متحده است.
جفری ای. هینتون، متولد سال ۱۹۴۷ در لندن، انگلستان است. او دکترای خودرا در سال ۱۹۷۸ از دانشگاه ادینبرو، انگلستان دریافت کرد و هم اکنون استاد دانشگاه تورنتو در کانادا است.
جایزه نوبل به دستاوردهای مهم در رشته های فیزیک، شیمی، پزشکی، ادبیات و صلح به یک تا حداکثر سه نفر اهدا می شود. جایزه نوبل شیمی فردا چهارشنبه ۹ اکتبر(۱۸ مهر) در ساعت ۱۱: ۴۵ بامداد به وقت ساعت تابستانی اروپای مرکزی(ساعت ۱۳: ۱۵ ظهر به وقت تهران) اهدا خواهد شد.
منبع: rastablog.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب