Scienze

Un'intelligenza artificiale ha ricreato (da sola) la tavola periodica degli elementi

Il programma ideato dai fisici di Stanford ha fatto in poche ore il lavoro di generazioni di chimici: un banco di prova formidabile per un'intelligenza artificiale capace di elaborare deduzioni e correlazioni.

Un nuovo programma di intelligenza artificiale ha ottenuto in una manciata di ore un risultato che all'uomo è costato oltre un secolo di tentativi ed errori: il software sviluppato dall'Università di Stanford - Atom2Vec - è riuscito ad apprendere le caratteristiche dei diversi elementi della tavola periodica di Mendeleev, categorizzandoli in base alle proprietà atomiche, dopo aver studiato una lista di nomi di composti chimici da alcuni database online.

Per raggruppare gli elementi in base alle loro affinità chimiche l'AI ha preso spunto da alcune doti già affinate nell'analisi del linguaggio naturale: in particolare, il concetto che le proprietà delle parole possono essere dedotte a partire dai vocaboli vicini. Il risultato, un tassello di un progetto più ambizioso, è descritto su PNAS.

Questione di logica. Il gruppo guidato da Shou-Cheng Zhang si è ispirato a un'intelligenza artificiale di Google, Word2Vec, che - nel campo del linguaggio - è capace di stimare la probabilità che una parola appaia in una frase a partire dall'occorrenza di altre parole. Ci riesce trasformando le parole in codici numerici (o "vettori matematici").

Semplificando, Word2Vec arriva alla deduzione che la parola "re" si accompagna spesso a "regina" grazie a un'equazione: "re" potrebbe infatti essere tradotto, in termini matematici, con "re"= "regina" meno "donna" più "uomo"

re = regina - donna + uomo

La stessa idea può essere applicata agli atomi. Dopo aver "digerito" le formule di tutti i composti chimici noti, Atom2Vec ha scoperto da solo, per esempio, che potassio (K) e sodio (Na) devono avere proprietà simili, perché entrambi si possono legare al cloro (Cl). «Potassio e sodio sono simili, come lo sono re e regina», illustra Zhang.

La più recente versione della tavola periodica degli elementi, completa fino alla settima riga: c'è già un'ipotesi per i primi due elementi di un'ottava riga, con gli elementi di numero atomico 119 e 120, non ancora confermati dallo IUPAC (clicca sull'immagine per ingrandirla). © Antonio Ciccolella / WikiMedia

Dalla nostra parte. La speranza è che presto queste doti da sapientone di Atom2Vec possano essere sfruttate per scoprire o mettere a punto nuovi materiali: per esempio, assegnandogli il compito di trovare la combinazione di elementi più efficiente per convertire i raggi solari in energia.

Altre applicazioni interessanti riguarderanno la medicina. Il team sta lavorando a una nuova versione del software che riesca a trovare i giusti anticorpi per prendere di mira gli antigeni sulle cellule cancerose (e rendere così efficaci le immunoterapie). Il nostro corpo ne produce più di 10 milioni, ognuno risultante dall'espressione di una cinquantina di geni: abbiamo davvero bisogno di un cervellone capace di fare ordine in questa mole di dati.

Intelligente... quanto? Tornando alla tavola periodica, dimostrare che un'intelligenza artificiale è capace di arrivare alle stesse scoperte fatte dall'uomo è il primo passo per capire se possa scoprire da sola nuove leggi naturali. Se ci riuscisse, secondo Zhang, sarebbe un traguardo più significativo di quello fissato dal test di Turing (lo standard corrente per valutare se una macchina sia in grado di "pensare" in modo autonomo).

2 luglio 2018 Elisabetta Intini
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