Apa yang terjadi di dalam kotak hitam?
Machine

Apa yang terjadi di dalam kotak hitam?


Peneliti dapat melatih jaringan saraf seperti otak buatan untuk mengklasifikasikan gambar, seperti gambar kucing. Dengan menggunakan serangkaian gambar yang dimanipulasi, para ilmuwan dapat mengetahui bagian mana dari gambar tersebut — misalnya kumis — yang digunakan untuk mengidentifikasinya sebagai kucing. Namun, ketika teknologi yang sama diterapkan pada DNA, peneliti tidak yakin bagian mana dari urutan yang penting untuk jaringan saraf. Proses keputusan yang tidak diketahui ini dikenal sebagai ‘kotak hitam’. Kredit: Ben Wigler / CSHL, 2021

Asisten Profesor Laboratorium Cold Spring Harbor (CSHL) Peter Koo dan kolaborator Matt Ploenzke melaporkan cara melatih mesin untuk memprediksi fungsi urutan DNA. Mereka menggunakan “jaringan saraf”, sejenis kecerdasan buatan (AI) yang biasanya digunakan untuk mengklasifikasikan gambar. Mengajar jaringan saraf untuk memprediksi fungsi bentangan pendek DNA memungkinkannya bekerja hingga menguraikan pola yang lebih besar. Para peneliti berharap dapat menganalisis urutan DNA yang lebih kompleks yang mengatur aktivitas gen penting untuk perkembangan dan penyakit.

Peneliti pembelajaran mesin dapat melatih komputer ‘jaringan saraf’ seperti otak untuk mengenali objek, seperti kucing atau pesawat, dengan menunjukkan banyak gambar dari masing-masing objek. Menguji keberhasilan pelatihan memerlukan mesin untuk menunjukkan gambar kucing atau pesawat baru dan melihat apakah mengklasifikasikannya dengan benar. Tapi, ketika peneliti menerapkan teknologi ini untuk menganalisis pola DNA, mereka punya masalah. Manusia tidak dapat mengenali polanya, jadi mereka mungkin tidak dapat mengetahui apakah komputer mengidentifikasi hal yang benar. Jaringan saraf belajar dan membuat keputusan secara independen dari pemrogram manusianya. Peneliti menyebut proses tersembunyi ini sebagai ‘kotak hitam’. Sulit untuk mempercayai keluaran mesin jika kita tidak tahu apa yang terjadi di dalam kotak.

Koo dan timnya memasukkan urutan DNA (genomik) ke dalam jenis jaringan saraf tertentu yang disebut jaringan saraf konvolusional (CNN), yang menyerupai cara otak hewan memproses gambar. Koo mengatakan:

“Bisa sangat mudah untuk menafsirkan jaringan saraf ini karena mereka hanya akan menunjuk, katakanlah, kumis kucing. Dan itulah mengapa itu kucing versus pesawat terbang. Dalam genomik, ini tidak begitu mudah karena urutan genom tidak ‘ t dalam bentuk di mana manusia benar-benar memahami pola apa pun yang ditunjukkan oleh jaringan saraf ini. “

Penelitian Koo, dilaporkan di jurnal Kecerdasan Mesin Alam, memperkenalkan metode baru untuk mengajarkan pola DNA penting ke satu lapisan CNN-nya. Ini memungkinkan jaringan sarafnya membangun data untuk mengidentifikasi pola yang lebih kompleks. Penemuan Koo memungkinkan untuk mengintip ke dalam kotak hitam dan mengidentifikasi beberapa fitur utama yang mengarah pada proses pengambilan keputusan komputer.

Tetapi Koo memiliki tujuan yang lebih besar dalam pikirannya untuk bidang kecerdasan buatan. Ada dua cara untuk meningkatkan jaringan saraf: interpretabilitas dan ketahanan. Interpretabilitas mengacu pada kemampuan manusia untuk menguraikan mengapa mesin memberikan prediksi tertentu. Kemampuan untuk menghasilkan jawaban bahkan dengan kesalahan dalam datanya disebut robustness. Biasanya, peneliti fokus pada satu atau lainnya. Koo mengatakan:

“Apa yang coba dilakukan oleh penelitian saya adalah menjembatani keduanya karena menurut saya keduanya bukan entitas yang terpisah. Saya pikir kita mendapatkan interpretabilitas yang lebih baik jika model kita lebih kuat.”

Koo berharap jika mesin dapat menemukan pola DNA yang kuat dan dapat ditafsirkan terkait dengan regulasi gen, itu akan membantu ahli genetika memahami bagaimana mutasi memengaruhi kanker dan penyakit lainnya.


Pemutihan konsep: Sebuah strategi untuk meningkatkan interpretabilitas model pengenalan gambar


Informasi lebih lanjut:
Peter K. Koo et al, Meningkatkan representasi motif urutan genom dalam jaringan konvolusional dengan aktivasi eksponensial, Kecerdasan Mesin Alam (2020). DOI: 10.1101 / 2020.06.14.150706

Disediakan oleh Laboratorium Cold Spring Harbor

Kutipan: Peneliti AI bertanya: Apa yang terjadi di dalam kotak hitam? (2021, 8 Februari) diambil 8 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-ai-black.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Result SGP