ביום שבו מכונות יחשבו כמו בני אדם

את חוזרת מהעבודה מעוד יום מפרך. המכונית שלך משיטה אותך הביתה תוך שהיא מכירה את הדרך ומתקשרת עם מכוניות אחרות כדי לא לגרום לתאונה. מכשיר הניווט שהפעלת מכיר את הדרכים המועדפות עליך לאחר שכבר למד שאת אוהבת יותר לנסוע ליד הפארק ולא בדרך הראשית הרועשת. כשהגעת הביתה, המזגן נדלק ויחד עם התריסים מתאים עצמו לטמפרטורה בחוץ, הטפטפות מתחילות להשקות את הצמחים בהתאם לכמות המשקעים שירדה בשבוע האחרון, ובצג המחשבה מופיעה המלצה לשתול את עציץ הכלניות שהבאת, בפינה האופטימלית בגינה שתשמור עליהן פורחות. כשאת פותחת את המקרר ומכניסה את הקניות בהתאם לרשימת החסרים שנשלחה לטלפון החכם שלך בבוקר, הוא מתריע אילו מוצרים עומדים לפוג תוקף, ואילו מוצרים את סתם קונה ולא משתמשת. את מתיישבת מול הטלוויזיה, שכבר יודעת שיש סדרות שאת רואה עד הסוף ויש כאלו שעדיף שלא תתחילי בכלל, וגם מתריעה כשאת יושבת יותר מדי זמן מולה ופוגעת בבריאות. 

העתיד הקרוב

התסריט הדמיוני הזה יהיה חלק מהעולם שלנו בקרוב. לטענת פרופסור נפתלי תשבי מבית הספר להנדסה ומדעי המחשב, ומרכז ספרא לחקר המוח באוניברסיטה העברית, שבמחקריו חותר להביא למצב שבו מכונות יתחילו להתנהג כמו בני האדם. "יש הרבה אנשים שפוחדים מהיום הזה, אבל אני חושב שנתרגל למציאות הזאת מאוד מהר".  

במרכז ידע לחקר בינה מלאכותית שהקים משרד המדע, הטכנולוגיה והחלל באוניברסיטה העברית, מנסים החוקרים לגלות את הקשרים שיעזרו למכונה ללמוד ולהתנהג כמו בני-אדם. במרכז, שבראשו עומד פרופסור תשבי, מומחה ללמידה חישובית מהאוניברסיטה העברית, עמלים חוקרים ממספר תחומים – מדעי המחשב וההנדסה, ,בינה מלאכותית, בלשנות חישובית, מנהל עסקים, וחישוביות עצבית – לרכז מאמץ ולהנגיש את הידע הבסיסי המתפתח בתחום הזה לתעשייה ולציבור בישראל. "במרכז אנו מנסים לגשר בין שני תחומים גדולים – חקר המוח והקוגניציה, ומודלים של למידת מכונה ובינה מלאכותית במדעי המחשב", מסביר פרופ' תשבי. "במחקרים כאן אנו נשענים מצד אחד על הבנה חישובית של תהליכים קוגניטיביים, ומצד השני על ההתפתחות הדרמטית שיש בשנים האחרונות במערכות לומדות ובינה מלאכותית – תחום שנולד בשנת ה-50 עם הרעיונות של אלן טיורינג, וקיבל תנופה גדולה עם התפתחותם של האלגוריתמים הסטטיסטיים לבנייה של מכונות המחקות את יכולות הלמידה והקוגניציה האנושית".

מותר האדם מהמחשב?

החוקרים במרכז מתמקדים במגוון סוגיות – החל מבעיות כמו ראייה ממוכנת, ניתוח אוטומטי של טקסטים ותרגום אוטומטי, ועד לתיאוריה של מערכות מתנהגות ורובוטיקה. "אנו עוסקים בשורה של נושאים שבהם מותר האדם מהמחשב, מתחיל להתערער בקצב הולך וגובר". למידה חישובית התפתחה בעיקר משנות השמונים כגשר בין תחומים קוגניטיביים חישוביים ומודלים של רשתות עצביות, שנמצאים בבסיס חקר המוח המודרני, ובין תחומים תיאורטיים במדעי המחשב ובסטטיקה. בלמידה החישובית אנו מבצעים מחקר עמוק ויסודי של אלגוריתמים לומדים כדי להתמודד עם כמויות ענקיות של נתונים ולבנות מודלים יעילים שמסוגלים להסיק חוקים חדשים ולחזות התנהגות במערכות מורכבות. במרכז חוקרים גם הפקת משמעות מטקסטים, תמצות של מסמכים באופן אוטומטי, שמחייבים הבנה מכנית של השפה טבעית. בניתוח של טקסטים שמהם ניתן להפיק מידע כלכלי, לתת חיזוי כלכלי ולדעת מה אנשים חושבים על פעילויות כלכליות ופוליטיות.

אחד הנושאים שבהם עוסק פרופ' תשבי הוא מודלים של מערכות שיש בהם אלמנטים של חישה והתנהגות ביחד. הוא חוקר את הקשר בין מודלים קוגניטיביים של התנהגות ומודלים תיאורטיים של רובוטיקה. "בשנים האחרונות התפתחה תובנה בעולם האקדמי שלא ניתן להפריד בין התנהגות לבין תפישה" מסביר פרופ' תשבי. "אם עד לאחרונה היתה הפרדה בין חוקרי התנהגות לחוקרי תפישה, הראנו במחקרים שלנו שאי אפשר להפריד בין השאלות האלו ושאנו נמצאים במעגל מתמיד של חישה, למידה, והתנהגות. מסתבר שהאילוצים המשמעותיים ביותר על התנהגות של מערכת נבונה הם אילוצים של מידע. אנו מצליחים לכמת כמה מידע מוזרם לרובוט בחישה ולכמה מידע הוא זקוק כדי ללמוד להתנהג בצורה טבעית".

מייצאים את המידע

מרכז הידע לא ישאר רק בין כותלי האקדמיה. "אנחנו פועלים גם לתרום את הידע לתעשייה הרלוונטית ולייצר קשר טוב יותר בין המרכז לתעשייה בישראל" אומר פרופ' תשבי. "אחת הסיבות שרובוטיקה לא הצליחה מספיק בטכנולוגיה המתפתחת בישראל היה שהדגש היה על הרכיבים המכניים והפיזקליים שמחירם גבוה ואין שם לישראל יתרון יחסי. התובנה שהמרכיבים של חישוב ועיבוד המידע הם אלו המכתיבים את האפקטיביות של המערכות הרובוטיות, יכולה לתת לטכנולוגיה בארץ יתרון יחסי." "בשנים האחרונות חלה פריצת דרך בהבנה של איך לנהל נכון מערכות רובוטיות שמתנהגות תחת אילוצים של זרימת המידע על מערכות החישוב שלהם. גוגל היא דוגמה מצוינת לחברה שהבסיס שלה הוא חישובי ואגירת מידע – שנכנסת כיום חזק מאד לתחום הרובוטיקה והמיכון האוטומטי. לישראל יש את ההבנה התיאורטית עמוקה והמוטיבציה הביטחונית והתעשייתית להיכנס חזק לתחום הזה".

להבנת הקשר בין התנהגות לתפיסה במערכות חישוביות עשויים להיות יישומים רבים. כך, נוכל לתכנן רובוטים שמנקים את הבית בהתאם לדרך שבה הוא חש את הסביבה. כבר היום קיימות מערכות לומדות שיש להן יכולת להסיק מסקנות - בטלפון הנייד שלנו יש מכשירים של זיהוי דיבור וחיוג ליעד בהתאם. "יישום העיקרון לכל מכונה שיש לנו בבית כגון מדפסות, מקרר וטלוויזיה זה כבר ממש מעבר לפינה. כיום אנחנו יותר קרובים מאי פעם לרעיון להפוך את המערכות לאדפטיביות ולמספקות מידע מתוך האינטראקציה עם המשתמש. היכולות להתמודד עם כמויות אדירות של מידע ולהציג אותם באופן ברור וטבעי - זה יקרה בכל מכשיר בבית כמעט", אומר פרופ' תשבי. המכונות ייעשו יותר אנושיות ונוחות למשתמש האנושי במובן הזה שהן מגיבות ואפשר לתקשר איתן בשפה טבעית". בנוסף, למידה חישובית משפיעה עמוק בתחום הסייבר, ביכולת להבין ולהתמודד עם מתקפות שכאלה. "הסקה של חוקים מתוך מידע סטטיסטי היא מרכיב מרכזי בהתמודדות עם בעיות בתחום הסייבר וחישוב מבוזר" אומר פרופ' תשבי.

חזון רפואי

לטכנולוגיה הזו יש גם השפעה דרמטית על בעיות קוגניטיביות ורפואיות. הטכנולוגיה תאפשר למשל לחזות אפקטיביות של תרופות בצורה חישובית בלי שצריך לעשות ניסויים באדם ובחיה, אלא על ידי סימולציות במחשב. ההבנה של הפרעות קשב – הבנה שתשפיע על הדרך שבה אנו מטפלים בהן ומשנים מערכות למידה ושיטות הוראה בבית ספר בעזרת מודלים ממוחשבים. בעתיד הרחוק כל נושא החינוך יהפוך ליותר אינדיבידואלי והטאבלטים שיחזיקו תלמידים בכיתה יהפכו את החומר למתאים יותר לחוזקות ולחולשות של כל תלמיד. למשל אם יש לבן אדם תפיסה לשונית טובה יותר המחשב יהפוך את הסיפור ליותר טקסטואלי.