Φέρνοντας τη διαφάνεια σε ένα μαύρο κουτί
Η μηχανική μάθηση είναι ένας τύπος τεχνητής νοημοσύνης στην οποία οι ερευνητές εκπαιδεύουν υπολογιστές για να αναλύουν τεράστια σύνολα δεδομένων για να βρουν μοτίβα και να εξάγουν άλλες χρήσιμες πληροφορίες. Διάφοροι κλάδοι και κλάδοι εκμεταλλεύονται ήδη την ταχύτητα και τις δυνατότητες που προσφέρουν οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης, συμπεριλαμβανομένων των χρηματοοικονομικών, των logistics και πολλών ερευνητικών πεδίων STEM.
Το τελευταίο είναι όπου βρίσκονται τα συμφέροντα του Appelö.
«Η ομάδα μου και εγώ προσπαθούμε να δημιουργήσουμε μεθόδους που κάνουν τις προσομοιώσεις υπολογιστή γρηγορότερη, πιο ακριβή και πιο προγνωστική», είπε ο Appelö, της οποίας η ερευνητική ομάδα επί του παρόντος επικεντρώνεται σε πράγματα όπως το πλάσμα, τα πολύπλοκα υγρά και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
“Η μηχανική μάθηση προσφέρει νέες ευκαιρίες για να το κάνετε αυτό, αλλά πρέπει να είστε προσεκτικοί όσον αφορά την επιβολή της φυσικής και των περιορισμών της πραγματικότητας”, είπε. «Δεν μπορείς να το αντιμετωπίζεις σαν ένα μαύρο κουτί και να το εμπιστεύεσαι απόλυτα».
Η μηχανική μάθηση έχει την υπόσχεση να επιταχύνει την έρευνα σε πεδία STEM, αλλά αυτό θα απαιτήσει άτομα με μοναδική εκπαίδευση και εξειδίκευση. Το MSU έχει κερδίσει μια επιχορήγηση NSF για να βοηθήσει στην προετοιμασία αυτού του εργατικού δυναμικού της επόμενης γενιάς. Πίστωση: Αυτή η εικόνα δημιουργήθηκε από το σύστημα AI DALL·E 2.
Ο Appelö και οι συνάδελφοί του είδαν την ευκαιρία να φέρουν τους φοιτητές του MSU στο ισόγειο για να αποσυσκευάσουν αυτό το μαύρο κουτί με την υποστήριξη της NSF. Στο νέο πρόγραμμα, η έρευνα και η καινοτομία για την αξιοποίηση της δύναμης της μηχανικής μάθησης θα γίνουν μέρος της υπάρχουσας διδακτορικής εκπαίδευσης των φοιτητών.
Συγκεκριμένα, το πρόγραμμα θα επικεντρωθεί στη χρήση μηχανικής μάθησης για την επιτάχυνση προσομοιώσεων που εκτείνονται σε ένα ευρύ φάσμα μεγεθών που συναντώνται σε πολλά προβλήματα STEM.
Σκεφτείτε τον σχεδιασμό του φαρμάκου, όπου το σχήμα και η σύνθεση ενός μορίου μπορεί να επηρεάσει την υγεία ενός ολόκληρου οργανισμού. Παρόμοιες εκτιμήσεις κλίμακας υπάρχουν επίσης στα υλικά μηχανικής για καλύτερες μπαταρίες, στην κατασκευή αντιδραστήρων για την ενέργεια σύντηξης και στην προώθηση πολλών περισσότερων εφαρμογών.
Αυτός είναι εν μέρει ο λόγος που το MSU είναι ένα φυσικό κατάλληλο για αυτό το πρόγραμμα πρακτικής άσκησης, είπε ο Appelö. Το πανεπιστήμιο προσελκύει φοιτητές με ποικίλα ενδιαφέροντα και έχει τη σχολή να τους υποστηρίξει – ένα χαρακτηριστικό που αρχικά προσέλκυσε το Appelö στο MSU και στο τμήμα CMSE του.
«Η προσέγγισή μας είναι πραγματικά στο πνεύμα του CMSE. Είναι ένα τμήμα που είναι εξαιρετικά διεπιστημονικό και συγκλίνον», είπε ο Appelö. «Για την επιχορήγηση, συγκεντρώσαμε μια ομάδα συν-ερευνητών και ανώτερου προσωπικού που καλύπτει πολλά διαφορετικά πράγματα σε ένα πρόγραμμα που έχει μια μοναδική δομή για να παρέχει στους μαθητές περισσότερη αλληλεπίδραση και δέσμευση».
Για να επιτύχει τους τεχνικούς του στόχους, το νέο πρόγραμμα θα ενσωματωθεί με τα υπάρχοντα μεταπτυχιακά προγράμματα STEM για να προσφέρει περισσότερες ευκαιρίες βασισμένες σε οδηγίες και έρευνα, δίνοντας έμφαση στη μηχανική μάθηση. Το MSU αξιοποιεί επίσης συνεργασίες που θα επιτρέψουν στους φοιτητές να συμμετάσχουν σε πρακτική άσκηση στη βιομηχανία και στα εθνικά εργαστήρια.
«Αυτό είναι ένα σημαντικό συστατικό για να κρατάμε τα πράγματα πολύ αληθινά για τους μαθητές μας», είπε ο Appelö. «Αυτά τα μέρη ασχολούνται με την επίλυση πραγματικών προβλημάτων».
Η ομάδα του MSU θέλει επίσης να διασφαλίσει ότι οι μαθητές της χτίζουν τις μη τεχνικές δεξιότητες που θα χρειαστούν για την επιτυχία. Για το σκοπό αυτό, το πρόγραμμα θα περιλαμβάνει επίσης εκπαίδευση και εμπειρία στην προσέγγιση, την επιχειρηματικότητα και την επικοινωνία.
«Θέλουμε να βεβαιωθούμε ότι εκπαιδεύουμε πραγματικά το αυριανό Ph.D. ηγέτες στους υπολογιστικούς και στα πεδία STEM», είπε ο Appelö. «Υπάρχει ανάγκη και είμαστε ενθουσιασμένοι που θα βοηθήσουμε να υπάρξει καλύτερη εκπαίδευση σε αυτόν τον τομέα».