Così l’IA di Google risponde alle domande della scienza
Come si aggregano le proteine? Perchè cambia il meteo? Quanti cristalli esistono? Dalla fucina hi-tech di Google Deepmind nascono nuovi strumenti al servizio di scienziati e ricercatori
Se è vero che l’IA è la rivoluzione destinata a imprimere una svolta nella storia dell’umanità, il suo impatto non può che essere descritto e anticipato dalla scienza. Ma poiché la ricerca scientifica, nel suo insieme, potrebbe apparire lontana da obiettivi e problemi della vita quotidiana, qualche giorno fa i vertici di Google Italia e Google DeepMind, ovvero la struttura che punta ad accelerare l'impatto sociale delle tecnologie e delle competenze a beneficio dell'umanità, hanno allestito a Milano una dimostrazione dei risultati raggiunti dall’IA di Mountain View in molti ambiti scientifici diversi. «L'AI ci ispira ad affrontare le grandi sfide del nostro tempo», ha raccontato Anna Koivuniemi, la manager finlandese direttrice dell’acceleratore Google DeepMind. «I nostri ricercatori e ingegneri, grazie al machine learning, alle infrastrutture cloud e all’analisi ed elaborazione dei dati, stanno aprendo nuove strade nel campo della biologia, della chimica, della fisica e delle scienze della terra, collaborando con istituti di ricerca in tutto il mondo, condividendo i progressi attraverso pubblicazioni e software open source».
Non stiamo parlando di chatbot, o di un software che crea testi e immagini partendo da un prompt, ma di innovazioni che offrono nuove risposte alla comprensione dei meccanismi biologici, alla lotta alle malattie, al contrasto dei cambiamenti climatici, alla riduzione dell’inquinamento o degli sprechi, alla domanda crescente di energia. Come esempio potrebbe bastare quello di AlphaFold, il modello di IA che è riuscito a risolvere un problema storico della biologia, ovvero quello di ricostruire la struttura delle proteine, e che è valso il Nobel per la Chimica 2024 a Demis Hassabis, fondatore e Ceo di DeepMind e al ricercatore John Jumper. «Capire la struttura esatta di una proteina era un processo costoso e dispendioso in termini di tempo: una singola proteina poteva richiedere a uno studente di dottorato 3-5 anni per essere mappata e l'accesso a costose macchine energivore», riassume la responsabile di DeepMind in Europa. «Grazie alla creazione di una Protein Data Bank e all’intelligenza di AlphaFold oggi possiamo fornire oltre 200 milioni di strutture proteiche a milioni di ricercatori per accelerare lo sviluppo di farmaci contro la malaria o il cancro ma anche per studiare i meccanismi di difesa del grano contro i funghi».
Gli esempi di quanto già l’IA di Google porti il futuro nel presente sono molti (QUI ne abbiamo raccolta e descritta una decina) e non riguardano, appunto, solo la salute umana. «Prevedere il meteo, per esempio, è già un trionfo della scienza ma resta un'attività molto complessa», continua Koivuniemi. «Il nostro modello IA GraphCast è stato addestrato su decenni di dati meteorologici e oggi riesce a fare previsioni fino a 10 giorni con una precisione senza precedenti. Fornendo informazioni su eventi estremi, alluvioni, cicloni, aumenti di temperatura, aiuta chi deve prendere decisioni ad agire rapidamente e a salvare vite umane. Ma abbiamo utilizzato l’IA anche per trovare 2,2 milioni di nuovi cristalli con i quali si potranno sviluppare proprietà e funzionalità dei materiali per far progredire le attuali tecnologie. Tra i 528 nuovi conduttori agli ioni di litio individuati con GNoME, per esempio, potrebbero essercene alcuni capaci di riscrivere la storia delle prestazioni delle batterie ricaricabili». Gli esempi potrebbero proseguire a lungo, passando dai modelli per controllare il plasma nei reattori a fusione a quelli per prevedere domanda/offerta delle reti elettriche migliaia di volte più velocemente di oggi. © riproduzione riservata
10 Innovazioni dall’IA di Google Deepmind
- Connectomics, l’atlante del cervello umano
- Dalla miniera di GNoME milioni di nuovi cristalli
- Un assist ai medici per la diagnosi precoce dei tumori
- Surfperch, ascolta le barriere coralline
- L’algoritmo di GraphCast prevede le alluvioni
- Molecole svelate con AlphaFold
- Unfold, il software per il fashion è anche creativo
- Se la foto è dell’IA te lo dice SynthID
- L’occhio di Arda contro la cecità
- GreenLight, e il traffico scorre
1. Connectomics, l’atlante del cervello umano
Le tecnologie di IA di Google, in mano a un team di ricercatori di Harvard, hanno portato alla realizzazione della prima mappa 3D di un piccolo frammento del cervello umano. Il tessuto è stato sezionato in 5mila parti e ricostruito elettronicamente dall’IA in ogni neurone e connessione per comporre il primo nucleo dell’atlante cerebrale Connectomics. L’intero set di dati è disponibile pubblicamente su http://github.com/google/neuroglancer
2. Dalla miniera di GNoME escono milioni di nuovi cristalli
Molti dei supporti alle tecnologie, dai chip alle batterie, si basano sui cristalli inorganici. Trovarne di nuovi e di stabili è cruciale per accelerare lo sviluppo di innovazioni ad oggi impensabili. Il tool GNoME (graphical network for material exploration) grazie all’IA combina diversi elementi per generare nuovi cristalli e ne analizza la stabilità: ne ha già trovati 2,2 milioni, di cui 380mila stabili, un risultato che avrebbe richiesto agli uomini 800 anni di ricerche. Le previsioni sono open su https://next-gen.materialsproject.org
3. Un assist ai medici per la diagnosi precoce dei tumori
Uno degli scopi più sentiti che l’IA è chiamata ad assolvere è quello di potenziare l’efficacia di prevenzione, diagnosi e cura delle malattie. In qualche caso, come nel cancro al seno, la forma di tumore più diffusa nel mondo, l’IA è in grado di offrire ai medici un supporto alla diagnosi precoce. La tecnologia è in grado di analizzare le mammografie e di fornire ai radiologi alert mirati, potendo anticipare così ogni intervento. La fase di sperimentazione clinica è in corso in UK grazie alla collaborazione dell’Imperial College di Londra e del National Health Service. http://health.google/caregivers/mammography
4. SurfPerch ascolta le barriere coralline
Nelle meraviglie naturali delle barriere coralline abita il 25% dell’intera fauna marina del pianeta. Il prezioso habitat è però tra i più a rischio e per questo Google Research e DeepMind hanno prima dato vita a un database di ascolto collettivo da parte della comunità scientifica (calling in our corals) e, da questo, hanno sviluppato un tool di IA, SurfPerch, in grado di rilevare suoni e attività tra i coralli, elaborare le informazioni e trasformarle in dati significativi per i ricercatori che possono così monitorare lo stato di salute delle aree. Per saperne di più è possibile consultare www.buildingcoral.com
5. L’algoritmo di GraphCast prevede meteo e alluvioni
Si chiama GraphCast il modello di IA di DeepMind presentato su Science e che sembra in grado di prevedere il tempo a 10 giorni con una precisione inedita (qui il codice sorgente open source http://github.com/google-deepmind/graphcast). La ricerca di Google si è concentrata, inoltre, sul tema delle inondazioni dando vita a una piattaforma, FloodHub (http://sites.research.google/floods/l/0/0/3), attiva in 80 paesi, che mostra in anticipo quando e dove possono verificarsi gli episodi più gravi inviando anche notifiche di allerta.
6. Molecole svelate con AlphaFold
Già nel 2021 il programma AlphaFold sviluppato da DeepMind aveva risolto la sfida che teneva impegnata la biologia da 50 anni ovvero il ripiegamento delle proteine. A maggio Google ha diffuso la terza release del software (http://alphafold.ebi.ac.uk) che oggi può prevedere la struttura delle molecole (proteine, ma anche Dna, Rna e leganti), osservando con precisione come interagiscono e fornendo importanti informazioni per lo sviluppo di nuovi farmaci.
7. Con Unfold il software è anche creativo
I consumatori oggi si aspettano che i propri brand di riferimento assecondino le preferenze personali nell’esperienza di acquisto. In questo percorso, che coinvolge tutte le fasi del mercato, dalle analisi dei trend alla gestione degli store, l’IA può rivelarsi un alleato prezioso per le imprese. Il progetto Unfold di Google raggruppa diverse applicazioni, dai tools per ampliare la creatività ai software per migliorare l’e-commerce, alle innovazioni industriali da applicare sulle linee produttive.
Info: http://ga.agency/en/google-unfold-event
8. Se la foto è dell’IA te lo dice SynthID
Niente di meglio dell’IA per svelare i trucchi… dell’IA. SynthID è una tecnologia in fase di sperimentazione che identifica i contenuti generati dalle intelligenze artificiali, non solo nelle immagini, ma anche nei testi e nei contenuti audio e video. La tecnologia produce una filigrana digitale impercettibile che viene inserita nei contenuti generati dall’IA e che può essere individuata utilizzando la funzione «Informazioni su questa immagine» nella normale ricerca Google. Al momento è disponibile SynthID Text in open source; per info: http://deepmind.google/technologies/synthid
9. L’occhio di Arda contro la cecità
Nel mondo 420 milioni di persone convivono con il diabete e rischiano di sviluppare una retinopatia che potrebbe portarli alla cecità. Una domanda che non può essere soddisfatta dagli oculisti e per questo è nato Arda (Automated Retinal Disease Assessment), un software addestrato con migliaia di scansioni retiniche e che oggi consente agli operatori di individuare la patologia su larga scala prima che questa si aggravi. Arda è già utilizzato in Ue, ma anche in India o Thailandia ed è in fase di valutazione negli Usa. Info: http://health.google/caregivers/arda
10. Green Light, e il traffico non c’è più
Project Green Light utilizza le informazioni di Maps e l’IA per modellare i flussi di traffico nelle città, soprattutto negli incroci critici dove l’inquinamento
è molto superiore alle strade ad alto scorrimento ed è imputabile proprio allo stop-and-go dei veicoli. Il software suggerisce le modifiche ai tecnici comunali che possono applicarle in pochi minuti. È in fase sperimentale in 13 città. http://sites.research.google/greenlight
