Νόμπελ Φυσικής 2024: Η Επανάσταση των τεχνητών νευρωνικών δικτύων από Χόπφιλντ και Χίντον

Το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για το 2024 απονεμήθηκε στους Τζον Χόπφιλντ από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον και Τζέφρι Χίντον από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο για τις θεμελιώδεις ανακαλύψεις τους στις τεχνητές νευρωνικές δικτυώσεις. Οι δύο επιστήμονες θα μοιραστούν εξίσου το βραβείο των 11 εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών, περίπου 1,06 εκατομμύρια δολάρια.

Από τη δεκαετία του 1980, οι Χόπφιλντ και Χίντον χρησιμοποίησαν έννοιες της στατιστικής φυσικής για τη δημιουργία τεχνητών νευρωνικών δικτύων, τα οποία μπορούν να αποθηκεύουν και να ανακτούν πληροφορίες. Τα δίκτυα αυτά, εμπνευσμένα από τη δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου, αποτελούν τη βάση για πολλές σύγχρονες εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης (AI), όπως τα chatbot και οι ψηφιακοί βοηθοί. Επιπλέον, έχουν συμβάλει σημαντικά στην ανάλυση δεδομένων και την αναζήτηση προτύπων σε διάφορους τομείς της φυσικής.

Σύμφωνα με την Έλεν Μουνς, πρόεδρο της Επιτροπής Νόμπελ Φυσικής, «Τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα έχουν προωθήσει την έρευνα σε διάφορα θέματα της φυσικής, όπως η σωματιδιακή φυσική, η επιστήμη των υλικών και η αστροφυσική. Επίσης, έχουν γίνει μέρος της καθημερινότητάς μας, για παράδειγμα στην αναγνώριση προσώπου και τη μετάφραση γλωσσών».

Οι τεχνητές νευρωνικές δικτυώσεις βασίζονται σε υπολογιστικά επίπεδα που ενισχύονται ή εξασθενούν μέσω εκπαίδευσης, όπως οι νευρώνες στον εγκέφαλο. Αρχικά, εισάγονται δεδομένα, όπως μια εικόνα, και οι κόμβοι σε κάθε επίπεδο αντιδρούν σε χαρακτηριστικά της εικόνας, όπως το χρώμα ή οι γραμμές. Μετά από εκπαίδευση σε εκατομμύρια χαρακτηρισμένες εικόνες, οι κόμβοι “μαθαίνουν” να αναγνωρίζουν μη χαρακτηρισμένες εικόνες.

Ο Χόπφιλντ ανέπτυξε ένα πρώιμο νευρωνικό δίκτυο, του οποίου οι κόμβοι ήταν σαν άτομα σε ένα μαγνητικό υλικό, ενώ ο Χίντον εξέλιξε αυτές τις ιδέες για να εφαρμόσει τις νευρωνικές δικτυώσεις στην αναγνώριση εικόνων. Σημαντική στιγμή ήταν το 2012, όταν η ομάδα του Χίντον κέρδισε τον διαγωνισμό ImageNet, μειώνοντας τα ποσοστά σφάλματος στην ταξινόμηση εικόνων στο 15%.

Ο Χίντον, σε τηλεφωνική του δήλωση στην συνέντευξη Τύπου, ανέφερε πως ένιωσε «άναυδος» από την είδηση, προσθέτοντας πως τα σύγχρονα εργαλεία μηχανικής μάθησης θα αυξήσουν σημαντικά την παραγωγικότητα. Ωστόσο, εξέφρασε και ανησυχίες σχετικά με το μέλλον των τεχνητών συστημάτων, δηλώνοντας: «Φοβάμαι ότι οι συνέπειες αυτών των συστημάτων μπορεί να οδηγήσουν στη δημιουργία ευφυών οντοτήτων που θα πάρουν τον έλεγχο».