Keksintöni tuhoaa ihmiskunnan, tuore fysiikan Nobel-palkittu pelkää – ”Tekisin saman uudestaan”
Fysiikan Nobel myönnettiin tekoälyn taustalla olevista matemaattisista malleista.
Tekoälyn taustalla olevat keinotekoiset neuroverkot ovat matemaattisia käsitteitä, joiden inspiraatio on saatu ihmisaivojen hermosoluista.
KUVA: Johan Jarnestad / Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia
Vuoden 2024 fysiikan Nobel-palkinto on myönnetty puoliksi yhdysvaltalaiselle John Hopfieldille ja kanadalais-englantilaiselle Geoffrey Hintonille keinotekoisten neuroverkkojen keksimisestä. Tämä matemaattinen käsite muodostaa pohjan suurimmalle osalle nykyisistä tekoälyalgoritmeista.
Neuroverkot koostuvat solmupisteistä sekä niitä yhdistävistä kytköksistä. Solmupisteet mallintavat löyhästi aivojen hermosoluja eli neuroneja. Kytkökset, joita on monta kustakin solmusta toisiin solmuihin, ovat saaneet inspiraationsa hermosolujen välisistä synapseista.
Paitsi biologiasta neuroverkkojen rakenne sai aikanaan inspiraatiota myös materiaali- ja kvanttifysiikasta.
Palkinnon jakanut Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia kertoo syventävässä tietopaketissaan, että tieteellinen työ neuroverkkojen ja sitä myötä nykyaikaisen tekoälyn taustalla alkoi epäsuorasti jo 1940- ja 1950-luvuilla. Talon tai ainakin ison kaapin kokoiset elektroniset tietokoneet olivat tuolloin uusinta uutta, ja niitä olisi tarvittu suoraviivaisen raa’an laskennan lisäksi myös hahmontunnistuksen kaltaisiin monimutkaisempiin operaatioihin.
Tietokoneiden havaittiin kuitenkin olevan tässä tehtävässä perin heikkoja, siinä missä aivot huomaavat aistihavainnoista hahmoja erittäin hyvin. Kun samanaikaisesti aivotutkijat saivat selville asioita siitä, miten aivoissa muisti toimii, havaittiin aivojen ja tietokoneiden olevan hyvin erilaisia. Näin hahmontunnistuksen ja neuroverkkojen tutkimusala ajautui maailmanlaajuisesti pieneen pessimistiseen lamaannukseen 1970-luvulla, tiedeakatemia kertoo.
Ratkaisevat keksinnöt, joista palkinto myönnettiin, tapahtuivat 1980-luvun alkupuolella. Biofyysikon koulutuksen saanut Hopfield hahmotteli vuonna 1982 konseptin, joka on nimetty keksijänsä mukaan Hopfield-verkoksi
Vuosina 1983–1985 Hinton sekä hänen työtoverinaan toiminut yhdysvaltalainen Terrence ”Terry” Sejnowski – Hopfieldin tohtorioppilas – keksivät neuroverkkoihin soveltuvan monimutkaisemman matemaattisen rakenteen, niin sanotun Boltzmann-koneen
Siinä ei ole enää kyse pelkistä yksittäisistä solmupisteistä vaan niiden tilastollisista jakaumista.
Boltzmann-koneen nimi seuraa tilastollisen fysiikan isästä, itävaltalaisesta Ludwig Boltzmannista. Tässä neuroverkossa sovelletaan hänen keksimiään tilastomatemaattisia jakaumia.
Molemmat Nobelin saaneet ovat nyt jo varsin vanhoja: Hopfield 91 vuotta ja Hinton 76.
”Energian” minimointia
Neuroverkoissa tietoa tallennetaan solmupisteiden ja kytkösten lukuarvoiksi, mutta verkon monimutkaisemman rakenteen vuoksi sitä voidaan käyttää hahmojen tunnistamiseen, toisin kuin raakana datana tallennettua tietoa.
Kytkösten vahvuudella voi olla erisuuria lukuarvoja. Tekoälyn koulutus tarkoittaa vahvasti yksinkertaistettuna sitä, että algoritmi optimoi kullekin kytkökselle parhaan arvon, palkinnon jakanutta Ruotsin kuninkaallista tiedeakatemiaa edustanut laskennallisen fysiikan professori Anders Irbäck kertoi tiedotustilaisuudessa.
Hopfield-verkossa hahmontunnistuksen idea perustuu neuroverkon ”energian” minimointiin, kun todellisuudesta otettua tallennetta – kuten kuvaa – verrataan idealisoituun tallenteeseen. Mitä samankaltaisempia vertailtavat tallenteet ovat, sitä alempi ”energia” on, ja sitä todennäköisemmin hahmo on tunnistettu, Ruotsin tiedeakatemia kirjoittaa
”Energia” sanana periytyy siitä, mistä Hopfield alun perin sai idean verkolleen: keskenään vuorovaikuttavien atomien spinien eli kvanttimekaanisten alkeismagneettien energiaan.
Palkinnon saaja varoittaa tekoälystä
Nobel-tiedotustilaisuudessa puhelimitse tavoitettu Hinton kertoi olevansa palkinnosta todella yllättynyt, ”kuin puulla päähän lyöty”.
Tekoälyn kummisedäksi usein nimitetty Hinton tunnetaan nykyisin myös tekoälyn kritiikistä. Keväällä 2023 hän irtisanoutui tehtävistään Googlen tekoälytutkimuksessa, jotta voisi vapaammin puhua tämän teknologian riskeistä erityisesti sotilaskäytössä. Hän kertoi tuolloin New York Timesin haastattelussa, että jokin osa hänen persoonaansa katuu omaa keksintöään.
Nobel-tiedotustilaisuudessa Hinton täsmensi, että hän ei tarkoita tällä moraalista katumusta – mihin sisältyisi päätös, että ihminen toimisi alkuperäisessä tilanteessa toisin.
”Jos saisin samat lähtökohdat kuin aikanaan, tekisin saman uudelleen, mutta olen huolissani, että itseämme älykkäämmät järjestelmät ottavat vallan ihmiskunnasta”, hän sanoo.
Myös se, että Hinton on tehnyt suurimman osan urastaan Kanadassa Yhdysvaltain sijasta, liittyy teknologian riskeihin ja tutkijan maailmankatsomukseen. Yhdysvalloissa teknologisen tutkimuksen rahoitus kytkeytyy kovin usein sotateollisuuteen, mutta eräissä muissa maissa, kuten Kanadassa, tätä ei tarvitse pelätä niin paljoa, Technology Review kirjoitti toissa keväänä NY Timesia siteeratessaan.
LÄHDE: Tekniikkatalous.fi/Tuomas Kangasniemi 08.10.2024