בשנים האחרונות התרגלנו לכך שבינה מלאכותית יודעת לחזות כמעט כל תרחיש: מהתנהגות מניות ועד למבנה של חלבונים. אלא שבעולם המדעי, תחזית טובה אינה שקולה להבנה. אלגוריתם מתוחכם יכול לזהות שתפוח נופל ולחשב את מהירות פגיעתו בקרקע בדיוק מרשים, אך הוא אינו מסוגל להסביר מדוע הוא נופל, או לחלץ מתוך התצפית את חוק המשיכה האוניברסלי כפי שניוטון (לכאורה, לכאורה) הצליח לאחר שהתפוח התרסק על פדחתו.
"צ'אט, נסח לי בבקשה את חוקי הטבע"
פיתוח ישראלי חדש מנסה כעת לסגור בדיוק את הפער הזה, ולגרום למודלי שפה לחלץ את המשוואות המתמטיות היסודיות שמניעות תהליכים מדעיים מורכבים. או במילים פשוטות, לגרום ל-AI לנסח עבורנו חוקי טבע בדיוק כמו ניוטון, איינשטיין או גלילאו.
במחקר משותף לחוקרים מאוניברסיטת חיפה וממכון ויצמן למדע, שיוצג בכנס השנתי של ארגון מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה העולמי IEEE, חושפים המדענים את מערכת MEDA. המערכת, שפותחה בהובלת ד"ר טדי לזבניק ובשיתוף דוד קרונגאוז, ארד זולטי ופרופ' ערן סגל, מתבססת על ארכיטקטורה מרובת סוכני AI שמשלבת מודלי שפה גדולים עם מנגנוני חיפוש מתמטיים.
במקום לפעול כקופסה שחורה שפולטת מספרים, המערכת סורקת מאמרים וספרות מדעית, מתרגמת את הידע המילולי למשתנים ולאילוצים מתמטיים, ומנסחת משוואות דיפרנציאליות שקופות שניתנות לבחינה, לערעור ולניסוי מעבדתי. המחקר עבר ביקורת עמיתים, וקוד המערכת שוחרר כקוד פתוח לשימוש הקהילה המדעית.
בסדרת ניסויים שכללה 12 מערכות דינמיות ברמות מורכבות שונות - החל מדינמיקת טורף ונטרף, גידול אוכלוסיות והתפשטות מגפות, ועד למודלים של פעילות עצבית, הפצת פייק ניוז והתקדמות פצעים כרוניים - זיהתה המערכת את המשתנים הרלוונטיים בכולן.
בדיקה שערך צוות של חמישה מתמטיקאים בעלי תואר דוקטור העלתה ממצא מפתיע: הסתמכות על נתונים גולמיים בלבד פגעה בסבירות הביולוגית של התוצאות, והציון הממוצע צנח מכ-0.97 במערכת המלאה לכ-0.60 במודלים מבוססי נתונים. במקרה של מודל פצע כרוני, הוספת נקודות מידע אמנם יצרה התאמה מושלמת לעקומה, אך הולידה משוואות שלא שיקפו את המנגנון הרפואי האמיתי.
אפליקציות בינה מלאכותית
(Getty Images)
אלטרנטיבה ישראלית ומוצלחת
הפיתוח הישראלי מציב אלטרנטיבה למגמה הרווחת במעצמות הטכנולוגיה העולמיות. בארצות הברית ובאירופה, כלים בולטים בתחום הרגרסיה הסימבולית כמו SINDy מתמקדים בעיבוד אותות מסיבי מחיישנים, אך מתקשים לפעול ללא אילוצים פיזיקליים ברורים ונוטים ליצור משוואות חסרות משמעות ביולוגית. מנגד, ענקיות כמו גוגל דיפמיינד הבריטית עם AlphaFold חוללו מהפכה בחיזוי מבני, אך התוצר נותר חסום בתוך רשת נוירונים עמוקה.
גם בסין, מוסדות מחקר מובילים מתמקדים ברשתות נוירונים משולבות פיזיקה (PINNs), אך אלו משתמשות במשוואות ידועות מראש כדי לאמן רשתות, ולא מייצרות את המשוואות עצמן מתוך טקסטים מדעיים. היתרון של MEDA נעוץ ביכולת להפוך טקסט חופשי ממאמרים רפואיים למבנה מתמטי סדור ובר-הסבר (White-Box).
החוקרים מדגישים כי המערכת אינה מיועדת להחליף מדענים או לספק תשובה מוחלטת לשאלות היקום, אלא לפעול ככלי עבודה יישומי שמצמצם את מרחב ההשערות ומאפשר לתכנן ניסויי מעבדה ממוקדים וזולים בהרבה.
