Stáhněte si softwarového vědce

30. prosinec 2009
Analýza experimentálně nasbíraných dat pomocí programu Eureqa

Program Eureqa z hrubých přístrojových dat zjistí, kterými rovnicemi se pravděpodobně řídí různé pozorované jevy. Během hodin vyřešil problémy, nad kterými Newton strávil léta. Velmi samostatný expertní systém je ke stažení zdarma na webu Cornellovy univerzity.

Vědci vyvozují z dat pozorovaných v přírodě či v laboratoři zákony, kterými se pozorované jevy řídí. Dosud téměř veškerou práci v oblasti analýzy a interpretace vědeckých dat dělal člověk a počítačové programy spíš pouze asistovaly, usnadňovaly vědcům rutinní práci. Nyní se ale objevil program Eureqa.

Je to skutečně robustní program, přesněji expertní systém. V dubnu minulého roku ho vědci "nakrmili" daty o pohybu dvojitého kyvadla. Program z nich dokázal odvodit druhý Newtonův pohybový zákon, tedy zákon síly, a také zákon o zachování hybnosti. Je zajímavé, že algoritmy programu původně pocházejí ze softwaru pro samoopravující se roboty.

Eureqa pracuje tak, že postupně zkouší všechny možné druhy funkčních závislostí a vyřazuje z nich ty, které s danými experimentálními údaji nejvíce nesouhlasí. U funkčních závislostí, které s experimentálními údaji souvisí, různě mění parametry, až nakonec dospěje k optimálnímu řešení. Samozřejmě program musí mít v databázi k dispozici co největší počet různých zákonů a funkcí, aby si z nich mohl vybírat. Pokud nastane situace, kdy je nedostatek dat pro jakoukoliv další smysluplnou analýzu daného jevu, Eureqa navrhne experimenty, které pomohou potřebná data doplnit.

V případě zákonů klasické mechaniky, které Isaac Newton odvozoval během několika let, uspěl program Eureqa během několika hodin. Vědci nyní zkoušejí nasadit "softwarového vědce" na úlohy z oblasti biochemie a molekulární a buněčné biologie. To je samozřejmě problematika neporovnatelně složitější. Eureqa může být velmi efektivní v oblasti různých nelineárních vztahů, protože zkoumá prostor řešení pomocí změn mnoha veličin najednou.

Řešení Eureqy ale někdy dává rovnice příliš složité či nejasné, které lidé nejsou schopni uchopit. Rovnice např. obsahují neznámé parametry či veličiny. S tímto problémem softwarového vědce si budou muset vývojáři ještě poradit.

autor:Pavel Vachtl
  • Technologie