Das neue KI-Programm organisiert das Periodensystem der Elemente in wenigen Stunden

Das neue KI-Programm organisiert das Periodensystem der Elemente in wenigen Stunden

Zhang hofft, dass Wissenschaftler in Zukunft das Wissen von Atom2Vec nutzen können, um neue Materialien zu entdecken und zu entwerfen. (Bildnachweis: Twitter)


Wissenschaftler aus Stanford haben ein neues Programm für künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, das das Periodensystem der Elemente in nur wenigen Stunden organisiert - eine Leistung, die die Menschheit fast ein Jahrhundert lang mit Versuch und Irrtum beschäftigt hat.

Das Programm mit dem Namen Atom2Vec lernte erfolgreich, zwischen verschiedenen Atomen zu unterscheiden, nachdem eine Liste chemischer Verbindungsnamen aus einer Online-Datenbank analysiert worden war.



Die unbeaufsichtigte KI verwendete dann Konzepte, die aus dem Bereich der Verarbeitung natürlicher Sprache entlehnt wurden - insbesondere die Idee, dass die Eigenschaften von Wörtern durch Betrachten anderer sie umgebender Wörter verstanden werden können -, um die Elemente nach ihren chemischen Eigenschaften zu gruppieren.

'Wir wollten wissen, ob eine KI klug genug sein kann, um das Periodensystem selbst zu entdecken, und unser Team hat gezeigt, dass dies möglich ist', sagte Shou-Cheng Zhang von der Stanford University in den USA.


Die in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlichte Studie ist ein wichtiger erster Schritt in Richtung eines ehrgeizigeren Ziels, das darin besteht, den Turing-Test zu ersetzen - den aktuellen Goldstandard für die Messung der Maschinenintelligenz.

Damit eine KI den Turing-Test bestehen kann, muss sie in der Lage sein, schriftliche Fragen auf eine Weise zu beantworten, die von einem Menschen nicht zu unterscheiden ist. Zhang hält den Test jedoch für fehlerhaft, weil er subjektiv ist.


„Der Mensch ist das Produkt der Evolution und unser Geist ist voller Irrationalitäten. Damit eine KI den Turing-Test bestehen kann, müssen alle unsere menschlichen Irrationalitäten reproduziert werden “, sagte Zhang.

'Das ist sehr schwierig und nutzt die Zeit der Programmierer nicht besonders gut', sagte er.


Zhang möchte stattdessen einen neuen Maßstab für Maschinenintelligenz vorschlagen.

„Wir wollen sehen, ob wir eine KI entwerfen können, die den Menschen bei der Entdeckung eines neuen Naturgesetzes schlagen kann. Dazu müssen wir jedoch zunächst testen, ob unsere KI einige der größten Entdeckungen machen kann, die bereits von Menschen gemacht wurden “, sagte er.

Durch die Neuerstellung des Periodensystems der Elemente hat Atom2Vec dieses sekundäre Ziel erreicht, sagte Zhang.

Die Forscher modellierten Atom2Vec nach einem KI-Programm, das Google-Ingenieure erstellt hatten, um die natürliche Sprache zu analysieren. Die als Word2Vec bezeichnete Sprache AI ​​konvertiert Wörter in numerische Codes oder Vektoren.


Durch Analysieren der Vektoren kann die KI die Wahrscheinlichkeit schätzen, dass ein Wort in einem Text erscheint, wenn andere Wörter gleichzeitig vorkommen.

Zum Beispiel wird das Wort 'König' oft von 'Königin' und 'Mann' von 'Frau' begleitet. Somit könnte der mathematische Vektor von 'König' grob übersetzt werden als 'König = eine Königin minus eine Frau plus ein Mann'.

'Wir können die gleiche Idee auf Atome anwenden. Anstatt alle Wörter und Sätze aus einer Textsammlung einzugeben, haben wir Atom2Vec alle bekannten chemischen Verbindungen wie NaCl, KCl, H2O usw. zugeführt “, sagte Zhang.

Aus diesen spärlichen Daten hat das AI-Programm beispielsweise herausgefunden, dass Kalium (K) und Natrium (Na) ähnliche Eigenschaften haben müssen, da beide Elemente an Chlor (Cl) binden können.

Zhang hofft, dass Wissenschaftler in Zukunft das Wissen von Atom2Vec nutzen können, um neue Materialien zu entdecken und zu entwerfen.

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