ERA: Công cụ AI hỗ trợ nghiên cứu khoa học của Google được công bố trên tạp chí Nature

Một trong những lợi ích tiềm năng lớn nhất của Trí tuệ nhân tạo (AI) đối với nhân loại là gia tăng tốc độ và mở rộng phạm vi của các khám phá khoa học. Vừa được công bố trên tạp chí Nature, Empirical Research Assistance (ERA) là một công cụ AI do Google phát triển, sử dụng mô hình Gemini để viết và tối ưu hóa mã nguồn khoa học. ERA giải quyết một trong những khâu tốn nhiều thời gian nhất trong nghiên cứu: quá trình kiểm tra và tinh chỉnh các thí nghiệm tính toán lặp đi lặp lại.

ERA Hero

ERA: Công cụ lập trình khoa học đa năng

Được thiết kế như một trợ lý đắc lực cho các nhà khoa học, ERA có khả năng tìm kiếm tài liệu nghiên cứu, viết mã, khám phá các giải pháp, kết hợp các kỹ thuật khác nhau và đánh giá kết quả dựa trên một vấn đề khoa học và thước đo thành công cụ thể.

ERA sử dụng phương pháp tiếp cận tìm kiếm cây (tree search) để xem xét hàng nghìn lựa chọn, từ đó tối ưu hóa mã đầu ra nhằm đạt được mục tiêu đã đặt ra. Bài báo trên Nature mô tả việc kiểm tra ERA trên các bài toán chuẩn (benchmark) trải dài qua nhiều lĩnh vực: genomics, y tế công cộng, phân tích hình ảnh vệ tinh, dự báo thần kinh, dự báo chuỗi thời gian và toán học. Kết quả cho thấy ERA đạt được hiệu suất ở cấp độ chuyên gia trên tất cả các bài toán này, mở đường cho việc dân chủ hóa việc tiếp cận các mô hình tính toán chuyên sâu.

Ứng dụng ERA vào các câu hỏi khoa học thực tế

Trong sáu tháng qua, các nhà khoa học tại Google Research và các cộng sự đã tích cực thử nghiệm ERA trên các vấn đề khoa học mở. Hiện đã có tổng cộng tám bản thảo nghiên cứu áp dụng ERA vào các vấn đề cụ thể, bao gồm năm bài báo mới được công bố:

CO2 Mapping

Dự báo dịch tễ học: ERA đã được sử dụng để dự báo số ca nhập viện do cúm, COVID-19 và RSV tại Mỹ ở cấp tiểu bang cho đến bốn tuần trước. Các dự báo của ERA liên tục đứng đầu hoặc gần đầu bảng xếp hạng của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) cho cả ba loại virus đường hô hấp này.

Quản lý tài nguyên nước: Mô hình dự báo do ERA tạo ra cho việc tuyết tan theo mùa tại các lưu vực sông ở California cho độ chính xác cao hơn đáng kể so với Bulletin 120 (B120) - bản triển vọng nguồn cung cấp nước theo mùa chính thức của bang. Điều này có thể giúp cải thiện việc quản lý nguồn nước khan hiếm.

Ánh xạ khí thải CO2: Sử dụng dữ liệu từ vệ tinh thời tiết địa tĩnh, ERA đã tạo ra bản đồ nồng độ khí thải carbon dioxide (CO2) với độ phân giải không gian và thời gian chưa từng có. Mô hình này bắt được sự thay đổi nồng độ CO2 do hoạt động của con người, bao gồm cả sự gia tăng đặc trưng ở các khu đô thị và sự giảm nhẹ vào ban ngày khi cây xanh hấp thụ khí này.

Tối ưu hóa năng lượng mặt trời: Kết hợp ERA và Google Antigravity, các nhà nghiên cứu đã khám phá việc tối đa hóa thu hoạch năng lượng mặt trời 3D. ERA đã tìm thấy thiết kế quạt thể tích 500 tam giác có thể bẫy bức xạ mặt trời tán xạ mà không bị che khuất ngược, tối đa hóa việc thu năng lượng.

Dự báo bán lẻ: Trong lĩnh vực kinh tế học, ERA đã xây dựng mô hình dự báo bán lẻ sử dụng các đầu vào phổ biến như chỉ số kinh tế Mỹ, dữ liệu Google Trends và tâm lý người tiêu dùng. Mô hình này đạt kết quả ngang bằng hoặc vượt qua cả các ước tính đồng thuận thương mại và bản tóm tắt dự báo bán lẻ hàng tháng của Cục Dự trữ Liên bang Chicago.

Ra mắt Computational Discovery

Cùng với các công bố khoa học tại Google I/O, công nghệ này đang được đưa vào thực tế thông qua công cụ Computational Discovery, được xây dựng dựa trên ERA và AlphaEvolve. Google bắt đầu mở quyền truy cập dần dần cho công cụ này thông qua chương trình người dùng thử nghiệm đáng tin cậy tại Google Labs.

ERA App

Computational Discovery là một phần của sáng kiến Gemini for Science, bao gồm cả các thử nghiệm như Hypothesis Generation (được xây dựng với AI Co-Scientist) và Literature Insights. Những công cụ này bổ trợ cho nhau ở các giai đoạn khác nhau của phương pháp khoa học, từ việc tạo giả thuyết đến thực hiện các thí nghiệm tính toán phức tạp.

Sự ra đời của ERA và Computational Discovery đánh dấu một kỷ nguyên mới của khám phá khoa học được hỗ trợ bởi các công cụ tính toán dựa trên AI, hứa hẹn sẽ thúc đẩy tiến bộ trong nhiều lĩnh vực có tác động khoa học và lợi ích công cộng ngay lập tức.