yannidakis@gmail.com

Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Σάββατο, 18 Μαρτίου 2017

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΡΤΙΟΥ ~ η μυστική δύναμη του dna

παρουσίαση νέων τεχνολογιών & η χρηστικότητα & συμβολή τους στην καθημερινότητα

Το DNA, λίγο πολύ, όλοι μας το γνωρίζουμε. Είναι το μόριο το οποίο αποθηκεύει το γενετικό υλικό και προσδιορίζει τα χαρακτηριστικά (και όχι μόνο) όλων των ζωντανών οργανισμών και ιών. Το DNA απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1869, αλλά, η γνωστή σε όλους μας ελικοειδής μορφή του, επιβεβαιώθηκε το 1952. Πολύ έρευνα έχει γίνει γύρω από το DNA και η γενετική και μοριακή βιολογία έχουν γνωρίσει μεγάλη άνθιση ως αποτέλεσμα της απομόνωσης και μελέτης αυτού του μορίου. Το DNA όμως έχει και μια άλλη, ανεξερεύνητη ως τώρα, ιδιότητα. Αποτελεί ένα από τα καλύτερα μέσα αποθήκευσης ψηφιακής πληροφορίας!


Η ανθρωπότητα δημιουργεί δεδομένα με απίστευτους ρυθμούς και τεχνολογίες όπως το Διαδίκτυο, Big Data, Internet of Things, Artificial Intelligence, κλπ. όχι μόνο συμβάλλουν σε αυτή την ραγδαία αύξηση αλλά αλλάζουν εντελώς το τοπίο της ψηφιακής πληροφορίας. Μελέτες κάνουν λόγο για εκθετική αύξηση στην παραγωγή δεδομένων, ενώ, η κορυφαία εταιρία στον χώρο των αποθηκευτικών μέσων EMC, έχει υπολογίσει ότι ο συνολικός όγκος των δεδομένων διπλασιάζεται κάθε δυο χρόνια! Και, όπου υπάρχουν δεδομένα, υπάρχουν και ανάγκες για την αποθήκευση τους.

Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούμε μέχρι τώρα δεν είναι ικανές να ανταπεξέλθουν στους ρυθμούς αυτούς. Τα προβλήματα δεν εντοπίζονται μόνο στον περιορισμένο αριθμό δεδομένων που μπορούμε να αποθηκεύσουμε στα γνωστά μέσα αποθήκευσης (σκληρούς δίσκους, DVD, CD, USB, κλπ.). Υπάρχουν εξίσου σοβαροί περιορισμοί γύρω από την ασφάλεια, την δυνατότητα μακροχρόνιας αποθήκευσης, την ευκολία ανάκτησης, την ταχύτητα με την οποία γίνονται οι εγγραφές, κλπ.

Την λύση έρχεται να δώσει το συνθετικό DNA! Μελετητές και επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια και το Γενετικό Ερευνητικό Κέντρο της Νέας Υόρκης συνεργάστηκαν με την Twist Bioscience, μια εταιρία πρωτοπόρο στην δημιουργία συνθετικού DNA και ανέπτυξαν μια μέθοδο την οποία και αποκάλεσαν, DNA Fountain. Η μέθοδος αυτή προσφέρει υψηλά ποσοστά συμπίεσης δεδομένων, χωρίς να προκαλεί απώλεια ή φθορά στα δεδομένα αυτά. Το γκρουπ των επιστημόνων κατάφερε να αποθηκεύσει ένα σύνολο από αρχεία μικρού και μεγάλου όγκου, σε ένα πολύ μικρό κομμάτι DNA (μικρότερο από ένα σωματίδιο σκόνης!!) και εν συνεχεία να το ανακτήσει πλήρως και χωρίς την παραμικρή απώλεια.

Η μέθοδος χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο συμπίεσης, ο οποίος αποθηκεύει κομμάτια ψηφιακής πληροφορίας (ουσιαστικά, πληροφορία στην μορφή αλληλουχίας 0 και 1) σε μικροσκοπικές σταγόνες εμπλουτισμένες με συνθετικό γενετικό υλικό. Οι σταγόνες αυτές μαρκάρονται στο τέλος με ένα barcode το οποίο και βοηθάει στην ανάπλαση και ανάκτηση της πληροφορίας.

Ένα από τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας αυτής είναι το γεγονός ότι το DNA είναι το πυκνότερο αποθηκευτικό μέσο το οποίο γνωρίζουμε. Είναι τουλάχιστον 1.000.000 φορές πιο πυκνό από ό,τι άλλο ψηφιακό μέσο αποθήκευσης υπάρχει αυτή τη στιγμή. Η συγκεκριμένη τεχνολογία (DNA Fountain) απεδείχθη ότι μπορεί να πετύχει πυκνότητα της τάξης των 215 Petabytes ανά γραμμάριο. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να αποθηκεύσουμε όλα τα ψηφιακά δεδομένα που έχουμε δημιουργήσει μέχρι σήμερα σε ένα χώρο ίσο με ένα δωμάτιο διαμερίσματος!


Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η υγρή μορφή του. Χάρη σε αυτήν, μπορούμε να δώσουμε ό,τι σχήμα θέλουμε χωρίς να κινδυνεύουμε να καταστρέψουμε την πληροφορία. Επίσης, η σύνθεση του εξασφαλίζει ατελείωτα αποθέματα για την δημιουργία συνθετικού DNA (σε αντίθεση με τα συμβατικά μέσα αποθήκευσης που χρησιμοποιούν στοιχεία και μέταλλα τα οποία μπορούν να εκλείψουν).

Και φυσικά, όπως μας έμαθε η παλαιοντολογία από την μελέτη DNA σε απολιθωμένο μαμούθ ηλικίας 45.000 ετών, το DNA μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα, χωρίς απώλειες, για πάρα (πάρα!) πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα!

Φυσικά, η καινοτόμος αυτή τεχνολογία χρειάζεται ακόμα κάποια χρόνια μελέτης και ανάπτυξης πριν μπορέσουμε να δούμε τις πρακτικές της εφαρμογές. Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που καλούνται να λύσουν οι επιστήμονες είναι αυτό του κόστους. Αυτή τη στιγμή, η δημιουργία συνθετικού DNA κοστίζει περίπου 7.000 δολάρια Αμερικής, ενώ το κόστος για την ανάκτηση δεδομένων ανέρχεται στα 2.000 δολάρια Αμερικής. Το προαναφερθέν πείραμα, κόστισε περίπου 3.500 δολάρια Αμερικής ανά Megabyte.

Ας κάνουμε λίγη υπομονή όμως και, ποιος ξέρει .. ίσως σε 10 χρόνια από τώρα, αρχίσουμε να κυκλοφορούμε με ένα φιαλίδιο DNA κρεμασμένο στο λαιμό μας όπως κάναμε πριν 10 χρόνια με τα USB flash disk!

Για την ιστορία, να αναφέρουμε ότι το πείραμα του DNA Fountain αποθήκευσε τα παρακάτω αρχεία στο συνθετικό DNA:

Kolibri Operating System
French movie “Arrival of a train at La Ciotat”
$50 Amazon Gift Card
Computer malware virus
Claude Shannon theoretical study

Pioneer Spacecraft plaque

σχόλια; αντιρρήσεις; ερωτήσεις;
ΠΡΟΣΘΕΣΤΕ ΤΟΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟ ΣΑΣ
ΠΑΝΩ ΣΤΟ ΣΗΜΕΡΙΝΟ ΘΕΜΑ
 Διαβάστε περισσότερα.. »

Σάββατο, 18 Φεβρουαρίου 2017

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ ~ αρχές της ρομποτικής

παρουσίαση νέων τεχνολογιών & η χρηστικότητα & συμβολή τους στην καθημερινότητα

*Το ρομπότ δεν μπορεί να τραυματίσει τον άνθρωπο, ή να επιτρέψει, μέσω αμέλειας, τον τραυματισμό του ανθρώπου.
*Το ρομπότ πρέπει να υπακούει στις εντολές που του δίνει ο άνθρωπος εκτός και αν αυτές οι εντολές έρχονται σε αντιπαράθεση με τον πρώτο νόμο.
*Το ρομπότ πρέπει να προστατεύει τον εαυτό του αρκεί να μην παραβαίνει την πρώτη ή την δεύτερη εντολή.


Σε πολλούς, αυτοί οι τρεις νόμοι, μπορεί να φαίνονται γνώριμοι. Είναι οι 3 Νόμοι της Ρομποτικής τους οποίους καθιέρωσε ο συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας Isaac Asimov το 1942! Οι Νόμοι αυτοί αποτελούν κομμάτι κάθε ρομποτικής μηχανής και δεν μπορούν να παρακαμφθούν ή διαγραφούν.

Πλέον, είμαστε στο 2017 και πολλά έχουν αλλάξει από τότε. Το κυριότερο είναι ότι η ρομποτική πλέον δεν είναι σενάριο επιστημονικής φαντασίας, αλλά, πραγματικότητα! Και επειδή, όπως έχουμε κουβεντιάσει πολλές φορές από αυτή την ενότητα, η ρομποτική έχει ηθικές και κοινωνικές προεκτάσεις, είναι πολύ σημαντικό να προσδιορίσουμε κανόνες που την διέπουν. Και είναι εξίσου σημαντικό να το κάνουμε τώρα που είμαστε ακόμα στην αρχή.


Αυτό ήταν και ένα από τα ζητούμενα του συνεδρίου Beneficial AI 2017 που πραγματοποιήθηκε στο Πουέρτο Ρίκο στις αρχές του έτους. Το Ινστιτούτο Future of Life, διοργάνωσε στα πλαίσια του συνεδρίου Beneficial AI 2017, ένα εργαστήρι 2,5 ημερών όπου διακεκριμένοι επιστήμονες από όλο τον κόσμο και όλα τα κομμάτια της Τεχνητής Νοημοσύνης κατέληξαν σε 23 Αρχές τις οποίες όλοι πρέπει να τηρούν όταν ασχολούνται με την ανάπτυξη Τεχνητής Νοημοσύνης και Ρομποτικής.


Έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον να δούμε επιγραμματικά αυτές τις Αρχές, ανά κατηγορία:

Έρευνα:
  1. Ο στόχος της έρευνας είναι να δημιουργήσει Τεχνητή Νοημοσύνη (ΑΙ Artificial Intelligence) που ωφελεί την ανθρωπότητα.
  2. Η χρηματοδότηση στην έρευνα ΑΙ πρέπει να καλύπτει και έρευνα γύρω από την ηθική, την νομοθεσία, τις κοινωνικές επιστήμες, κλπ.
  3. Πρέπει να υπάρχει υγιής σχέση ανάμεσα στους επιστήμονες και τους νομοθέτες.
  4. Πρέπει να υπάρχει διαφάνεια και εμπιστοσύνη στην επιστημονική κοινότητα.
  5. Πρέπει πάση θυσία να αποφεύγονται πρόχειρες λύσεις και μπαλώματα. Όλοι οι κανόνες ασφαλείας πρέπει να τηρούνται κατά γράμμα.
Ηθική και Αξίες:
  1. Όλα τα συστήματα ΑΙ πρέπει να λειτουργούν με ασφάλεια για όσο χρονικό διάστημα βρίσκονται σε λειτουργία και αυτή η ασφαλής λειτουργία θα πρέπει να μπορεί να επικυρωθεί οποιαδήποτε στιγμή.
  2. Σε περίπτωση βλάβης ή τραυματισμού, θα πρέπει να μπορούμε να καταλάβουμε τι έφταιξε.
  3. Δικαστικές ή νομοθετικές αποφάσεις που λαμβάνονται από ΑΙ πρέπει να καταγράφονται και να επεξηγούνται με πλήρη λεπτομέρεια.
  4. Οι σχεδιαστές και προγραμματιστές ΑΙ είναι υπεύθυνοι για την χρήση αλλά και την κατάχρηση του προϊόντος τους.
  5. Οι μηχανές ΑΙ πρέπει να έχουν την ίδια αντίληψη ηθικής και ευθύνης με τους ανθρώπους.
  6. Συστήματα ΑΙ πρέπει να σχεδιάζονται με γνώμονα τις ανθρώπινες αξίες ηθικής, ελευθερίας, κλπ.
  7. Οι άνθρωποι θα πρέπει να μπορούν να προσπελάσουν και να διαχειριστούν τα προσωπικά δεδομένα που χειρίζονται οι εφαρμογές ΑΙ.
  8. Τα προσωπικά δεδομένα που συλλέγονται από τις μηχανές πρέπει να προστατεύονται επαρκώς.
  9. Οι εφαρμογές ΑΙ πρέπει να σχεδιάζονται με σκοπό να επωφεληθούν όσο πιο πολλοί άνθρωπο.
  10. Τα οικονομικά οφέλη από την χρήση ΑΙ θα πρέπει να μοιράζονται με όλη την ανθρωπότητα.
  11. Ο άνθρωπος θα πρέπει να μπορεί να ελέγχει και να αποφασίζει τι καθήκοντα μπορεί να δώσει στην ΑΙ.
  12. Ο άνθρωπος δεν θα πρέπει να υποδουλώνει τις μηχανές αλλά να εκτιμά τις δυνατότητες και την προσφορά τους.
  13. Θα πρέπει να αποφευχθεί η χρήση της ΑΙ στην βιομηχανία όπλων και πολέμου.
Μακροχρόνιες Αρχές:
  1. Δεν θα πρέπει να κάνουμε εικασίες σχετικά με το πόσο μακριά μπορούμε να φτάσουμε την τεχνολογία της ΑΙ.
  2. Η τεχνολογία αυτή μπορεί να επιφέρει θεμελιώδες αλλαγές στην ανθρωπότητα και τον πλανήτη για αυτό και πρέπει να σχεδιαστεί προσεκτικά.
  3. Καλή διαχείριση ρίσκου είναι επιτακτική.
  4. Μηχανισμοί ελέγχου θα πρέπει να σχεδιάζονται και να υλοποιούνται σε κάθε ΑΙ εφαρμογή.
  5. Ενδεχόμενη έρευνα γύρω από την υπέρ-νοημοσύνη θα πρέπει να γίνει μόνο με γνώμονα το κοινό καλό όλης της ανθρωπότητας.
Η λίστα αυτή δεν είναι η τελική, ούτε και ολοκληρωμένη, αλλά, δίνει μια πολύ καλή ιδέα του πόσο έχει αλλάξει η αντίληψη των επιστημόνων τα τελευταία χρόνια. Είναι τρανή απόδειξη ότι η ΑΙ και τα ρομπότ έχουν αρχίσει και μπαίνουν για τα καλά στην ζωή μας σε σημείο μάλιστα που η επιστημονική κοινότητα αντιλαμβάνεται ότι πρέπει να αναλάβει δράση και να σχεδιάσει το ηθικό και νομοθετικό πλαίσιο υπό το οποίο οι μηχανές αυτές θα δουλεύουν.

Αν ο Isaac Asimov ζούσε, θα είχε εκπλαγεί με την πρόοδο που έχουμε κάνει σαν ανθρώπινο είδος. Και θα συνειδητοποιούσε ότι αν ο άνθρωπος ονειρευτεί ή φανταστεί κάτι, είναι θέμα χρόνου μέχρι να το υλοποιήσει! +Vassilis Anastasiadis

σχόλια; αντιρρήσεις; ερωτήσεις;
ΠΡΟΣΘΕΣΤΕ ΤΟΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟ ΣΑΣ
ΠΑΝΩ ΣΤΟ ΣΗΜΕΡΙΝΟ ΘΕΜΑ
 Διαβάστε περισσότερα.. »