英特爾與Mila合作打造值得信賴的人工智能

　　近日，英特爾宣布與蒙特利爾學(xué)習(xí)算法研究所(Montreal Institute of Learning Algorithms，Mila)展開為期三年的戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新合作，來自雙方的20余名研究人員將專注于開發(fā)先進的AI技術(shù)，用于應(yīng)對氣候變化、材料研發(fā)和數(shù)字生物學(xué)等領(lǐng)域的全球性挑戰(zhàn)。

　　作為算力和AI領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，英特爾和Mila均秉持以積極、強大的力量推動世界變革的理念，基于此，雙方將進一步升級其于2021年啟動的項目，增加合作方向并加強合作力度，從而推動成果落地。

　　據(jù)了解，此次深化合作將重點關(guān)注以下三點。

　　一是自動化AI驅(qū)動的新材料研發(fā)。諸如密度泛函理論等化學(xué)模擬技術(shù)的進步，為模擬復(fù)雜材料系統(tǒng)的重要特性提供了途徑。然而，這些技術(shù)受限于它們所能建模的材料系統(tǒng)的復(fù)雜性，這是因為當(dāng)原子數(shù)量增加時，計算成本會大幅提升。以圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)為代表的AI技術(shù)，有助于在近似化學(xué)模擬時顯著降低計算成本，尤其是在系統(tǒng)規(guī)模增加的情況下。這意味著未來有可能利用AI模擬技術(shù)來復(fù)制更復(fù)雜的材料系統(tǒng)，無疑也將帶來巨大的應(yīng)用前景。值得注意的是，如果能發(fā)現(xiàn)新材料，亦將有助于降低成本和碳排放量。

　　英特爾將與Mila攜手進行科技創(chuàng)新，以提高原子模擬(如Open Catalyst數(shù)據(jù)集)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能。通過增強相關(guān)的技術(shù)管道，研究人員有望能夠大規(guī)模使用原子材料數(shù)據(jù)。研究團隊將創(chuàng)建基于學(xué)習(xí)的框架，以便在需要海量搜索的材料設(shè)計應(yīng)用場景中能夠進行有效查詢。這些框架可以借鑒強化學(xué)習(xí)、搜索算法、生成模型以及其他機器學(xué)習(xí)算法(包括Mila開創(chuàng)的生成流網(wǎng)絡(luò))的理念。

　　二是將因果機器學(xué)習(xí)應(yīng)用于氣候科學(xué)。雖然基于物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)氣候模型可以幫助預(yù)測氣候變化所帶來的影響，但它們極其復(fù)雜且計算成本高昂。即使是在專用的超級計算機上，通常也需要運行幾個月的時間，這降低了模擬的運行頻率，也無法很好地提供精細、本地化的預(yù)測。此外，這些模型通常無法解釋預(yù)測背后的推理或因果關(guān)系�；�于此，英特爾與Mila希望填補這一空白，通過構(gòu)建一種基于因果機器學(xué)習(xí)的新型氣候模型模擬器,確定傳統(tǒng)氣候模型的高維輸入數(shù)據(jù)中有哪些變量可以預(yù)測，旨在通過全面而可靠地預(yù)測氣候變化的影響，在推動氣候科學(xué)發(fā)展的同時為決策提供可靠的判斷依據(jù)。

　　三是加速研究疾病的分子驅(qū)動因素和新藥研發(fā)。新藥研發(fā)是一個漫長的過程，每一種獲批藥物的平均成本是26億美元。成本之所以如此高昂，是因為尋找能與特定靶標(biāo)契合的小分子是一個危險且高度不確定的過程，并可能耗費超過十年的時間。而且，即便找到了一個分子，也有可能在后期失效。

　　英特爾和Mila的研究人員將攜手合作，以更便捷地發(fā)現(xiàn)更好的候選藥物分子。例如，預(yù)測復(fù)雜的表型——包括基于單核苷酸多態(tài)性 (SNP) 基因類型的疾病——一直是數(shù)字生物學(xué)長期以來面臨的一個挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)表型受到整個基因組中諸多SNP的影響。因此，使用大規(guī)模人群數(shù)據(jù)，針對這類表型的所有相關(guān)SNP進行聯(lián)合因果分析，是現(xiàn)階段面臨的主要計算挑戰(zhàn)。精確解的搜索空間大小與SNP的數(shù)量成指數(shù)關(guān)系。在檢測的SNP達到數(shù)百萬個時，精確解在計算上難以處理。然而，隨著高分辨率數(shù)據(jù)的可用性提升、突破性AI技術(shù)的出現(xiàn)以及摩爾定律推動的計算密度增長，英特爾和Mila計劃開發(fā)AI技術(shù)，用于：了解疾病背后的分子驅(qū)動因素，預(yù)測復(fù)雜的表型，包括基于SNP基因類型的疾病;發(fā)現(xiàn)最有前景的藥物分子。英特爾和Mila應(yīng)用的全新AI技術(shù)有望顯著降低成本并更快地將革命性藥物推向市場。