Skip to main content

Innováció

augusztus 8, 2024

 

Pixelek, hangyák és DNS: Nagy innováció vár kis csomagokban

In Tech rovatunkban a kutatók a videojátékok segítségével jobb városokat építenek, a hangyáktól veszik az irányítást, és megtanulnak "beszélni" a DNS-hez.

Egy városépítő játék mesterséges intelligencia által generált képe, amely magas épületeket mutat egy lombos városi környezetben.

Egy városszimuláció képét generatív mesterséges intelligenciával fejlesztették ki. Fotó hitel: Adobe Stock

Chris Mullen

Manager, Global Communications,

Mastercard

Az In Tech-ről

Az In Tech rendszeresen megjelenő rovatunkban kiemeljük, hogy miről beszélnek az emberek a technológia világában - a kriptótól és az NFT-ktől kezdve az intelligens városokig és a kiberbiztonságig mindenről. 

Egy olyan világban, ahol a csúcstechnológia gyakran a Szilícium-völgy laboratóriumaiból származik, néhány innovatív megoldás váratlanabb forrásokból származik. A kutatók a videojátékoktól és a hangyáktól veszik a példát, és szokatlan módon alkalmaznak nagyméretű nyelvi modelleket összetett valós problémák megoldására.

Jobb blokkok építése poligonokból és pixelekből

Képzeljen el egy virágzó metropoliszt magas épületekkel, hatalmas parkokkal és áramvonalas tömegközlekedéssel. Lehet, hogy ennek a városnak a tervezése nemcsak szakértő várostervezőktől származik, hanem szenvedélyes polgároktól, akik egyben lelkes városépítő játékrajongók is?

A brit Lancaster Egyetem új kutatása a várostervezést kívánja forradalmasítani azáltal, hogy a tervezésbe beépíti a város gyermekeinek véleményét. Az Acta Ludologica című, a játékok és a digitális játékok diskurzusával foglalkozó, lektorált tudományos folyóiratban megjelent tanulmány bemutatja a nyilvánosság bevonásának hiányát a jelenlegi városfejlesztési gyakorlatban, és azt javasolja, hogy a játékplatformok, például egy módosított "Cities: Skylines" vagy a "Sim City" segítségével valós szimulációkat kínálnak a lakosok számára, fokozva ezzel részvételüket és tudatosságukat a várostervezésben.

A tanulmány középpontjában álló technológia a "Cities: Skylines", amely lehetővé teszi a játékosok számára, hogy valós épületek és modellek importálásával élethű városi környezetet hozzanak létre. A résztvevők irányíthatják a város életének egyes aspektusait, beleértve az oktatást, a közszolgáltatásokat és az adópolitikát, miközben a játék műszerfala nyomon követi a polgárok boldogságát. Ez az interaktív megközelítés nemcsak a várostervezés fortélyait ismerteti meg a játékosokkal, hanem a valós alkalmazások eszközeként is szolgál. Paul Cureton és Paul Coulton, a Lancaster-i ImaginationLancaster design-vezetésű kutatólaboratórium kutatói a Lancaster Városi Tanáccsal közösen tartott műhelymunkák során mutatták be a módszer hatékonyságát, miután a gyerekeket bevonták egy új kertes falu tervezésébe.

E kutatás következményei mélyrehatóak. A kutatók a játéktervezés és a várostervezés integrálásával költséghatékony, élvezetes és méretezhető módszert kínálnak a polgárok tervezési folyamatba való bevonásának növelésére. Ez a megközelítés a nyilvánosság részvételének sürgős változtatására is megoldást kínál, amint arra a Royal Town Planning Institute adatai is rávilágítanak, amelyek szerint a fiatalabbak körében minimális az érdeklődés a tervezés iránt.

A tanulmány azzal a javaslattal zárul, hogy a játéktechnológia ilyen innovatív alkalmazása támogathatja a tervezőket, fokozhatja a készségfejlesztést, és biztosíthatja a szükséges eszközöket ahhoz, hogy az embereket mélyebben bevonják az életterük átalakításába. Végső soron ez a kutatás megnyitja az utat a városfejlesztés együttműködőbb és dinamikusabb jövője előtt.

Az élet nyelve

A következő állomás a nem hagyományos technológiai inspirációkat bemutató sorozatunkban a DNS mikroszkopikus világába vezet minket. A németországi TU Dresden kutatói a mesterséges intelligencia segítségével feltárják a DNS rejtett nyelvét, új ismereteket nyújtva a genetika és a betegségek terén.

A DNS-t gyakran nevezik az élet tervrajzának, amely tartalmazza a szervezet felépítésének és fenntartásának összes utasítását. A DNS-ben található összes információ megfejtése azonban hihetetlenül összetett és még nem teljesen ismert, a hagyományos DNS-elemzési módszerek pedig lassúak és munkaigényesek lehetnek. Itt jön a képbe a mesterséges intelligencia.

A TU Dresden kutatói kifejlesztettek egy új, GROVER (Genome Rules Obtained via Extracted Representations) nevű mesterséges intelligenciamodellt, amely a DNS-szekvenciákat nyelvként kezeli, a természetes nyelvi feldolgozásban alkalmazott technikákhoz hasonlóan. A DNS-kódon belüli minták és struktúrák elemzésével a mesterséges intelligencia képes azonosítani a szekvenciákat. Ez a módszer, amely egy idegen nyelv megfejtéséhez hasonlít, lehetővé teszi a kutatók számára, hogy a GROVER-t a genetikai adatok gyorsabb és pontosabb értelmezésére használják.

A GROVER a teljes emberi genomra való felkészüléssel egy olyan DNS-szótárat hoz létre, amely a kutatók reményei szerint betekintést enged a genetikai kódokba, és ezzel elősegíti a genomika és a személyre szabott orvoslás fejlődését. A Nature Machine Intelligence című folyóiratban közzétett kutatás jelentős áttörést hozhat a DNS komplexitásának megértésében.

"A nyelv szempontjából a nyelvtanról, a szintaxisról és a szemantikáról beszélünk" - mondta az egyetem honlapjának Melissa Sanabria, a projekt egyik kutatója". "A DNS esetében ez a szekvenciákra vonatkozó szabályok, a nukleotidok és szekvenciák sorrendjének, valamint a szekvenciák jelentésének megismerését jelenti. A GPT modellekhez hasonlóan, amelyek emberi nyelveket tanulnak, a GROVER alapvetően megtanulta, hogyan kell "beszélni" a DNS-t."

Hangyák elemzése miniatűr gépek mozgósítására

A TU Delft MAVLab kutatói jelentős áttörést értek el a robotok navigációja terén, mivel a hangyák környezetükben való navigációját vették alapul. A hangyák a vizuális felismerés (gondoljunk a pillanatfelvételekre) és a lépésszámlálás (gondoljunk az odometriára) kombinációját használják a hazatéréshez, még hosszú utak után is. A MAVLab utánozta ezt a módszert, és egy rovarok által inspirált navigációs stratégiát hozott létre apró, könnyű robotok számára.

A hagyományos autonóm navigációs rendszerek gyakran olyan hardverre támaszkodnak, amely az apró robotok számára nem praktikus. A természet által inspirálva a MAVLabs kutatói olyan rendszert terveztek, amelyben a robotok pillanatképeket készítenek a környezetükről, hogy segítsék a navigációt. Ez a módszer, amely hasonlít Jancsi és Juliska kenyérmorzsás nyomára, azt jelenti, hogy a robot időközönként vizuális pillanatfelvételeket készít, és ezek alapján irányítja a visszatérő útját. Ezeket a pillanatfelvételeket az odometriával kombinálva a robotok nagyobb távolságokat tesznek meg hatékonyabban, jelentősen csökkentve a számítási terhet.

Ezt a bioinspirált megközelítést sikeresen demonstrálták a CrazyFlie nevű kis drónnal, amely akár 100 méteres távolságig is képes navigálni, mindössze 1,16 KB memóriát használva.  A kutatás megnyitja az utat a parányi robotok gyakorlati alkalmazása előtt különböző valós helyzetekben, ahol a hagyományos navigációs módszerek kivitelezhetetlenek lehetnek. Bár a rendszer nem készít részletes térképeket, megbízható megoldást nyújt olyan speciális feladatokhoz, mint a leltárkövetés és az üvegházi termények nyomon követése, ahol elegendő az egyszerű visszatérési funkció.

Legyen szó a videojátékok felhasználásáról a várostervezés javítására, a hangyák navigációs képességeinek felhasználásáról a robotika fejlesztéséhez vagy a mesterséges intelligencia alkalmazásáról a DNS nyelvének dekódolásához, ezek a progresszív példák azt mutatják, hogy a dobozon kívüli gondolkodás figyelemre méltó előrelépésekhez vezet. És ahogy a kutatók továbbra is a természeti világból és azon túlról merítenek inspirációt, várhatóan még több ilyen innovatív megoldás fog megjelenni, amelyek átalakítják az életünket és a technológiával való interakcióinkat.