AIは惨めに失敗しました！ GPT-4 は、人間が 92 点を獲得した質問に対して 15 点しか獲得できませんでした... |テクノロジーウィークリー

周淑一編纂

「奇跡の抗がん剤」はガンを引き起こすのか？ FDAは調査を開始した

米食品医薬品局（FDA）は11月28日、キメラ抗原受容体T細胞（CAR-T）療法を受けた少数の患者が新たなT細胞リンパ腫を発症したとの報告を受け、CAR-T療法が悪性腫瘍を誘発する「重大なリスク」を調査していると発表した。

CAR-T療法は「奇跡の抗がん剤」として称賛されている。この治療法は、T 細胞を遺伝子操作し、キメラ抗原受容体 (CAR) をコードする遺伝子を導入し、それを患者の体内に再注入するものです。改変された T 細胞は腫瘍細胞を特異的に標的とし、殺すことができます。 28日現在、FDAのFEARSデータベースには、上記の新しい悪性腫瘍による副作用事例が12件掲載されており、その結果、入院したり死亡した患者もいる。発表によると、現在米国で販売が承認されているBCMAまたはCD19を標的とした6つのCAR-T療法には、いずれも潜在的なリスクが含まれている。そのうち、Carvykti（BCMAを標的とする）、Tecartus、Yescarta（CD19を標的とする）が我が国で販売が承認されています。 FDAは、承認された用途においては、これらの治療法の全体的な利点が依然としてリスクを上回っており、FDAは規制措置の必要性を評価していると述べた。この発表では、これらの治療を受けている患者と臨床試験の被験者は生涯にわたって新たな悪性腫瘍の発生を監視されるべきであると推奨されている。 （FDA）

惑星形成理論は課題に直面：小さな恒星が大きな惑星を動かす可能性がある

惑星形成の古典的な理論によれば、低質量の恒星の周囲に巨大な惑星が形成されることは困難である。最新の研究はこの認識に疑問を投げかけています。研究者らは11月30日、地球の13倍の質量を持つ太陽系外惑星LHS-3154bを発見したとする論文をサイエンス誌に発表した。それが周回する恒星 LHS-3154 の質量は太陽のわずか 11% です。惑星と恒星の質量比は地球と太陽の100倍以上であり、現在の理論で予測される限界をはるかに超えています。

惑星は若い恒星を取り囲む原始惑星系円盤の中で生まれます。ディスクはガスと塵で満たされています。原始惑星系円盤の大きさによって、誕生する惑星の質量が決まります。研究者らは、居住可能惑星ファインダー（HPF）を使用し、視線速度法を用いてLHS-3154bによって引き起こされるドップラーシフトを検出した。観測によれば、この惑星は主星に非常に近く、公転周期はわずか 3.7 日です。現在の惑星形成理論（コア集積理論と重力不安定性メカニズム）では、今回観測された高い惑星対恒星質量比（> 3.5×10^(-3)）を説明できません。核集積のシミュレーションによれば、原始惑星系円盤の質量が予想の10倍以上である場合にのみ、LHS-3154bの存在を説明できる。 （科学）

材料科学が革命的な進歩をもたらします! AIが220万の無機材料構造を予測

電子機器から太陽光発電まで、材料は現代生活のあらゆる側面に存在しています。しかし、新しい材料を合成するのは簡単ではありません。何年もの試行錯誤と、多くの熱心な大学院生が必要です。 11月30日、Google DeepMindチームはNature誌に2つの論文を発表し、この状況を変えることが期待されている。チームはAIツールを使用して、安定して存在できる220万種の無機物質の構造と特性を予測した。研究チームはAIとロボット技術も活用し、無機材料の完全自動合成も実現した。

Materials Project は、材料分野における最も包括的なオンライン オープン ソース データベースです。研究者らは、Materials Project の 48,000 のデータ ポイントを使用して、Graph Networks for Materials Exploration (GNoME) と呼ばれるディープラーニング モデルをトレーニングしました。 GNoME は、アクティブ ラーニングと複数回のトレーニングの反復を通じて、220 万の可能性のある無機化合物を予測することに成功しました。形成エネルギー計算により、これらの物質のうち 381,000 個が安定して存在できることが示されました。予測された 736 個の物質の安定性は、独立した実験によって検証されています。テストの結果、GNoME による安定構造の予測成功率は、以前の研究の 50% から 80% に増加していることが示されました。成分予測の精度は、100 回の実験あたり 1% から 33% に向上しました。

ローレンス・バークレー国立研究所の研究者らは、無機固体粉末材料の完全自動合成を実現できるA-Labと呼ばれる実験プラットフォームも構築した。対象製品データはMaterials ProjectとGNoMEから取得し、合成式は文献に基づいてトレーニングされ、能動学習によって最適化された自然言語モデルによって提案されます。 17 日間の閉ループ操作の後、A-Lab は 355 の実験を実施し、58 個の対象製品のうち 41 個の合成に成功しました。研究者らは、意思決定アルゴリズムをわずかに変更するだけで成功率は74％まで上昇し、同時にコンピューティング技術も向上すれば成功率はさらに78％まで上昇する可能性があると述べた。 （ネイチャーニュース）

AIは惨めに失敗しました！ GPT-4は、人間が92点を獲得した質問に対して15点しか獲得できなかった。

GAIA のさまざまな方法の採点と回答時間。これらのうち、GPT-4 プラグインでは、発生した問題に基づいてさまざまなプラグインを手動で選択する必要がありますが、AutoGPT-4 プラグインは自動的に選択されます。 「人間」という用語は、質問を検証する際の注釈者のスコアを指します。 |写真提供: Grégoire Mialon ET AL

AI はますます強力になり、多くの専門分野 (法律や化学など) で人間を上回るようになりました。しかし、最新のテストでは、AI は私たちが想像していたほど「賢く」ないようだということが示されています。研究者らは最近、プレプリントウェブサイトarXivに論文を発表し、新しいAIベンチマークGAIAを提案した。このテストでは、人間は質問の 92% に正しく答えることができましたが、人間が選択したプラグインの GPT-4 平均スコアはわずか 15% でした。

GAIA 問題の例。答えは明確であり、トレーニング セットのテキストには表示されません。 |写真提供: Grégoire Mialon ET AL

これまでの AI ベンチマークは、人間にとってますます困難になるタスクを設計する傾向がありましたが、GAIA は異なるアプローチを採用し、推論、マルチモーダル処理、Web ブラウジング、一般的なツールの使用など、現実世界で必要な基本的な機能の調査に重点を置いています。これらの問題は人間にとっては比較的単純ですが、最先端の AI にとってはしばしば困難を極めます。 GAIA には、人間が設計し注釈を付けた 466 の質問が含まれており、日常の個人的なタスク、科学的な問題、一般的な知識を網羅し、難易度によって 3 つのレベルに分かれています。質問に対する回答は短く、一意であるため、検証が容易です。研究者たちは、AGI（汎用人工知能）はそのような問題に対して普通の人間と同様の堅牢性を示すはずだと考えています。 GAIA を「通過」できれば、人工知能研究における画期的な出来事となるだろう。研究者らは、GAIA には、同じ問題に対する複数の解決策を評価できないこと、現実世界の曖昧な問題、すべての質問が英語のみで行われ、言語的および文化的多様性が欠如しているという事実など、限界があることを認めた。 (arXiv)

遠隔コラボレーションは科学研究の革新につながらない

分業と協力は現代の科学研究における重要な傾向となっている。リモート テクノロジーはこの傾向を後押しし、研究者が地理的な障壁を乗り越え、コラボレーションの効率を大幅に向上させるのに役立っています。しかし研究者らは、そのマイナス面も明らかにした。数千万本の論文を分析した結果、遠隔での共同作業はイノベーションに悪影響を及ぼし、オフラインの科学研究チームよりも画期的な成果を達成するのが難しくなる可能性があることが示された。研究によると、リモートコラボレーションチームはアイデアを完全に統合することが難しく、明示的な知識を必要とする技術的なタスクに集中し、アイデアの考案やデザインリサーチなどの概念的なタスクのパフォーマンスが低下します。 「分散型」チームは漸進的な進歩には優れていますが、破壊的な研究には不向きです。

研究者らは、1960年から2020年までの2,250万人の著者による2,000万件の論文と、1976年から2020年までの270万人の著者による400万件の特許出願を分析し、都市の地理座標に基づいて共同研究者間の近接性を解析した。彼らはまた、論文の破壊的度合いを評価するために「Dスコア」を導入した。これは、-1から1までの値で、1が最も破壊的であることを意味する。 D スコアは、以下の考慮事項に基づいています。論文が自身の参考文献とともに頻繁に引用される場合、それは「増分」作業と見なされます。論文がそれ自体で（独自の参考文献なしで）際立っている場合、それは先駆的な研究とみなされます。研究によると、過去50年間で共同研究者間の平均距離は、論文の場合は100キロメートルから1,000キロメートル近くへ、特許の場合は250キロメートルから750キロメートルへと大幅に増加していることが判明した。しかしそれに応じて、研究の破壊的な性質は減少しています。同じ都市からの協力距離が 600 キロメートルに増加すると、破壊的研究 (D スコアが 0 より大きい) の割合は 28% から 22% に減少します。破壊的な特許の割合は 67% から 55% に減少します。関連論文は11月29日にネイチャー誌に掲載された。（ネイチャーニュース）

大規模エンタングルメントシステムを研究するための新しい方法

エンタングルメントは量子多体系の顕著な特徴です。いくつかの素粒子が相互作用すると、各粒子の特性は何らかの形で相互に関連しています。各粒子の特性を個別に記述することは不可能であり、システム全体の特性のみ記述できます。研究者らは、量子場理論の予測を初めて実験的に確認し、量子もつれの理解を深める新しい手法を開発した。

量子材料では、強く絡み合った粒子を測定すると、大きく変動するランダムな結果が生成されます。科学者はこれを「ホット」粒子、その逆を「コールド」粒子と呼んでいます。エンタングルされたすべてのオブジェクトを測定することによってのみ、システムの正確な状態を明らかにすることができます。量子多体問題では、エンタングルメントによってもたらされる複雑さはシステムサイズの拡大とともに指数関数的に増大し、測定が困難になります。研究者らは、ごくわずかな測定回数でシステムからエンタングルメント情報を抽出できる、新しい、より効率的な記述方法を開発した。彼らは、51 イオンのプログラム可能な量子シミュレーターで 1 次元 XXZ ハイゼンベルク鎖の基底状態と励起状態を準備し、最大 20 個の格子点を持つサブシステムのエンタングルド ハミルトニアン (EH) サンプルを効果的に「学習」しました。研究者らは、コンピューターと量子システム間のフィードバックループを通じて温度分布を決定した。コンピューターは絶えず新しい分布を生成し、それを測定値と比較した。得られた温度分布曲線は、環境と強く相互作用する粒子は「熱い」のに対し、弱く相互作用する粒子は「冷たい」ことを示しており、理論的な予測を検証しています。関連論文は11月29日にネイチャー誌に掲載された。（インスブルック大学）

アフリカペンギンは配偶者を識別するために独自の「QRコード」を使用する

アフリカペンギン（Spheniscus demersus）は、白い胸の羽毛に特徴的な黒い斑点模様があります。最近「動物行動学」誌に発表された研究で、研究者らは、これらの黒い斑点が名札のような役割を果たし、ペンギンが似たような外見の仲間の中から仲間を認識するのに役立っていることを発見した。

アフリカペンギン |写真提供: BACIADONNA ET AL

研究者たちはペンギンたちに同時に他のペンギンの写真を2枚見せ、ペンギンたちが写真を見ている時間と写真の近くに留まっている時間を測定した。ペンギンたちがより長く見つめているのは、写真に写っている人物にペンギンたちがより親しい関係にあることを示しているのではないかと研究者らは推測した。結果によると、ペンギンは見知らぬ人の写真を見るよりも仲間の写真を見るのに平均23秒長く時間を費やし、仲間の写真の近くにいる時間は他の写真の近くにいる時間の2倍だった。次に研究チームはペンギンたちに、胸の黒い斑点が取り除かれたパートナーの写真を2枚見せた。ペンギンたちは黒い斑点のある写真を見るのに長い時間をかけました。最後に、ペンギンたちに仲間と見知らぬ人の写真が再び見せられたが、今回は両方の写真の胸の黒い斑点は削除されていた。ペンギンが写真を眺めたり、そこに留まったりする時間には大きな違いは見られず、ペンギンたちはもはや仲間を認識していないようだった。研究者らは、外見に基づいて個人を識別することは「非常に特殊で認知的に難しいとこれまで考えられていた特性」だと述べた。新たな研究によれば、ペンギンも同じことができるそうです。 （科学ニュース）

より健康的な食生活に切り替えると寿命が10年延びる可能性がある

健康的な食生活を維持することで、非感染性疾患を予防し、平均寿命を延ばすことができます。英国では毎年、不健康な食生活が原因で75,000人以上が早死にしており、そのうち17,000人が15～70歳の年齢層であると推定されています。研究者らは、英国バイオバンクの467,354人の将来的な人口コホートのデータを分析し、不健康な食生活パターンをEatwell Guideが推奨する食生活パターンに切り替えて維持した場合、40歳時点での平均寿命は男性で8.9年、女性で8.6年それぞれ延びることを発見した。同じ人口が、長寿に関連する食生活パターンに移行し、それを維持すれば、平均寿命はそれぞれ 10.8 年と 10.4 年延びることになる。中程度の食生活を送っている40歳の英国人の場合、食生活を変えることで平均寿命を約3年延ばすことができる可能性がある。

画像出典: Pixabay

研究によると、長寿に関連する食生活には、全粒穀物、果物、魚、白身の肉の適度な摂取が含まれます。牛乳や乳製品、野菜、ナッツ類、豆類の摂取量が多いこと。卵、赤身の肉、砂糖入り飲料の摂取を減らす;精製穀物や加工肉の摂取量が少ない。中でも、全粒穀物、ナッツ、果物を多く摂取し、甘い飲み物を控え、加工肉を控えることが最大のメリットをもたらします。関連論文は11月20日にNature Foodに掲載されました。（Nature News）

この記事は科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けています

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司

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