Vseslovenska tovarna umetne inteligence

Pred nekaj tedni je predsednik vlade Robert Golob na družabnih omrežjih pompozno in skrivnostno napovedal: »Jutri ob dvanajstih vam sporočimo odlično novico.« Spletni šaljivci so se nemudoma lotili dela in začeli teoretizirati, kaj bi lahko bila ta skrivnostna vest. »Nutrije smo rešili pred izumrtjem,« je domneval prvi. »LeBron bo igral za slovensko reprezentanco,« je zapisal drugi. »Zmanjšali bodo plače in povišali davke,« pa je v ciničnem tonu predvidel tretji.

Naslednji dan opoldne je premier oznanil, da je bila Slovenija uspešna na evropskem razpisu za vzpostavitev napredne znanstvene infrastrukture: »Na razpisu za evropska sredstva za superračunalnik in tovarno umetne inteligence smo med vsemi prijavitelji dosegli najvišje število točk.« Seveda se je tudi na napoved velikopoteznega projekta, ki je plod dolgoletnih uspehov slovenske znanstvene skupnosti – in zanjo pomeni prelomni trenutek, kar zadeva nadaljnji razvoj na številnih znanstvenih področjih –, marsikdo odzval precej cinično in z nezaupanjem, češ da to ni ravno kaka izjemna novica, ki bi mu polepšala dan. Razprave pod članki o uspehu na razpisu so preplavili komentarji kot »to je odlična novica le za izbrance pri koritu, h katerim se bodo prelili milijončki,« in »kaj pa imamo od tega mi, davkoplačevalci?!«. Razjarjeni odzivi, ki so se osredotočali predvsem na domnevno netransparentnost porabe sredstev in na strah, da bo projekt koristil le ozkemu krogu ljudi, so jasno pričali o ozkosti in površnosti razumevanja tega, kaj umetna inteligenca pravzaprav sploh je in kako pomembno vlogo igra pri napredku na širokem polju znanstvenih področij.

Od Cerna do Marsa

Čeprav je pojem med laiki v zadnjih letih postal predvsem sinonim za komercialne sisteme generativne umetne inteligence in velike jezikovne modele, kakršen je ChatGPT, gre pravzaprav za širok označevalec, ki zajema veliko področij, od strojnega učenja prek nevronskih mrež, globokega učenja do računalniškega vida, razpršenega računanja in še marsičesa. Različna področja računalništva, ki jih povezujemo s pojmom »umetna inteligenca«, so bila ključna tudi za uveljavitev številnih slovenskih znanstvenikov, ki so med drugim prispevali k pomembnemu napredku v medicini, industriji, farmaciji, reaktorski fiziki ter celo astronomiji in eksperimentalni fiziki delcev – raziskovalci z Instituta Jožef Stefan (IJS) in slovenski superračunalnik Vega, ki je zdaj že na polovici življenjske dobe, so med drugim pomembno vlogo odigrali pri slovitem eksperimentu ATLAS v Cernu.

Tovarna umetne inteligence je ena največjih ali celo največja državna naložba v nekaj, kar ima zvezo z znanostjo v Sloveniji.

Jan Jona Javoršek, vodja Centra za omrežno infrastrukturo na IJS in eden izmed idejnih vodij pri vzpostavitvi slovenske tovarne umetne inteligence, je v pogovoru za Mladino predstavil nekaj prelomnih dosežkov slovenskih znanstvenikov, pri katerih je ključno vlogo odigrala umetna inteligenca v takšni ali drugačni obliki. »Leta 2015 je pediatrična klinika ob pomoči slovenskih superračunalnikov začela uporabljati tako imenovane računalniške gruče za analizo genoma,« je povedal. Pojasnil je, da so z dostopom do superračunalnika lahko razvili metode, ki so omogočile izjemno pospešitev analize – ta je bila namesto v nekaj mesecih opravljena v nekaj urah –, to pa je pomenilo, da so zdravniki hitreje diagnosticirali redke bolezni in otrokom v pravem času zagotovili ustrezno zdravljenje. Ko je IZUM (Institut informacijskih znanosti v Mariboru) postal dom novega superračunalnika Vega – za zdaj največjega slovenskega superračunalnika, na katerem so zgrajeni trenutni slovenski modeli umetne inteligence –, so lahko začeli opravljati še zahtevnejše analize.

Pogovoru se je malo kasneje pridružil prof. dr. Sašo Džeroski, vodja odseka za tehnologijo znanja na IJS, ki je vodil uspešno prijavo, in pojasnil, da so strokovnjaki za umetno inteligenco z IJS sodelovali tudi pri razvoju zdravil za tuberkulozo, okužbo s salmonelo in okrevanje po infarktu. »Takšni primeri kažejo, kako lahko napredna infrastruktura in umetna inteligenca konkretno izboljšata kakovost življenja,« je povedal Džeroski.

Poudaril je tudi pomembno vlogo, ki so jo naši superračunalniki odigrali pri projektu Mars Express – satelitu Evropske vesoljske agencije, ki kroži okrog Rdečega planeta: »Satelit je že zelo star, njegove baterije počasi popuščajo. Sicer se napaja s solarno energijo, a potuje tudi v senci planeta, kjer ni svetlobe. S strojnim učenjem smo ustvarili modele, ki napovedujejo, koliko energije satelit porabi za ogrevanje, da zadostna količina energije ostane še za vse znanstvene instrumente,« je pojasnil Džeroski. To pa ni edini projekt Evropske vesoljske agencije, pri katerem so pomembno vlogo odigrali znanstveniki z IJS in njihovo superračunalniško znanje: pri upravljanju (zdaj upokojenega) znanstvenega satelita Integral, observatorija žarkov gama, so naši znanstveniki napovedovali trenutke, ko je satelit prešel asteroidni pas, kar je omogočalo pravočasen izklop in zaščito opreme. »Pri teh projektih je postalo očitno, da imamo pri nas odlično povezavo med umetno inteligenco, še posebej strojnim učenjem, in superračunalništvom,« je zatrdil Džeroski.

Skratka, naša znanstvena skupnost ima z rabo umetne inteligence v industriji zelo bogate izkušnje, ima veliko znanja in ogromno vrhunskega kadra, a kot je poudaril Džeroski, »se Slovenija v zadnjih desetih letih, ko je svet s tovornjaki metal denar v razvoj tega področja, ni pretirano zganila. Nismo sledili globalnim investicijam, prav zato pa je vzpostavitev tovarne umetne inteligence tako pomembna.«

Faza industrializacije

Megalomanski znanstveni projekt, ki bo okrepil položaj Slovenije na zemljevidu evropskih držav, vodilnih pri razvoju umetne inteligence, je vreden vrtoglavih 135 milijonov evrov. Polovica proračuna bo zagotovljena iz evropskih sredstev, preostanek bo kril državni proračun. »To je ena največjih ali celo največja državna naložba v nekaj, kar ima zvezo z znanostjo v Sloveniji,« je na nedavni predstavitvi projekta na IJS povedal prof. dr. Andrej Filipčič, sicer sodelavec Odseka za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev na IJS in član projekta ATLAS.

Sašo Džeroski je v nadaljevanju predstavitve pojasnil, da že izraz tovarna umetne inteligence pove, da »smo na prehodu, kjer umetna inteligenca iz obrtniške faze prehaja v fazo industrializacije,« torej v fazo, ko bo napredna superračunalniška infrastruktura namenjena bistveno širšemu krogu uporabnikov. Kot so pojasnili nosilci projekta, bo tovarna umetne inteligence omogočila »dinamičen ekosistem s podporo za uporabo storitev umetne inteligence v podjetništvu, raziskovalni dejavnosti in javnih ustanovah«.

Umetna inteligenca je bila ključna za uspeh slovenskih znanstvenikov, ki so prispevali k napredku v medicini, industriji, farmaciji, reaktorski fiziki, astronomiji in eksperimentalni fiziki delcev.

Sogovornika sta poudarila, da bo vseslovenska tovarna umetne inteligence omogočila infrastrukturno podporo znanstvenoraziskovalnim dejavnostim na številnih področjih, denimo v zdravstvu, biotehnologiji, farmaciji in razvoju novih materialov. »Tovarna umetne inteligence ni namenjena zgolj znanstveni skupnosti, temveč tudi gospodarstvu, saj bo delovala kot razvojni pospeševalnik,« je pojasnil Jan Jona Javoršek. Pri tem je pomembno še, da bo slovenska tovarna umetne inteligence okrepila našo neodvisnost od sistemov, ki so v lasti tujih, večidel ameriških podjetij. »Že zdaj uporabljamo lokalno infrastrukturo za poganjanje odprtokodnih modelov umetne inteligence, to pomeni, da naši podatki ostanejo varni in se ne posredujejo tujim korporacijam,« je povedal Javoršek. »Poleg tega lahko treniramo in prilagajamo modele neodvisno od komercialnih rešitev.«

Energetska potratnost

Prav tako naj bi tovarna umetne inteligence imela ključno vlogo pri zelenem prehodu, denimo pri izboljšanju energetske učinkovitosti, nadzoru okoljskih razmer, spodbujanju trajnostnega razvoja in razvoju pametnega kmetijstva – »imamo nekaj zelo močnih podjetij, ki z analizami satelitskih slik pripravljajo izboljšane programe za kmetijsko obdelavo,« je pojasnil Javoršek.

Pri tem gre omeniti, da bo tovarna porabila zelo veliko elektrike. Prav zato bo stala v neposredni bližini dravske hidroelektrarne, zajeten del vrtoglavega proračuna projekta – od štiri do pet milijonov evrov na leto – pa je namenjen za operativne stroške, večidel stroške elektrike. Je to v nasprotju z vizijo zelenega prehoda, ki naj bi jo podpirala energetsko potratna tovarna umetne inteligence? Javoršek je razložil, da je Organizacija za gospodarsko sodelovanje in razvoj (OECD) vzpostavila posebno delovno skupino, ki se ukvarja prav s problematiko vpliva umetne inteligence in superračunalnikov na energetsko porabo in okolje. Raziskuje negativne in pozitivne učinke – torej, koliko se zaradi teh tehnologij poveča poraba energije in koliko prispevajo k izboljšavam, na primer pri razvoju novih baterij ali zmanjšanju izpustov. »To je zapleteno oceniti, a dolgoročno se zdi, da prevlada napredek znanja in tehnologije, saj lahko te inovacije kljub večji energetski porabi nazadnje prinesejo večje koristi,« je zatrdil Javoršek.

Kljub tej optimistični misli pa ni povsem jasno, ali bo tovarna za okolje naredila več slabega kot dobrega. »Dejstvo je, da so te tehnologije energetsko zelo zahtevne,« je priznal Javoršek. Razložil je, da je ena od prednosti, ki jih imajo nekateri drugi evropski superračunalniški centri, namestitev na območjih s hladnejšim podnebjem. Največji evropski superračunalnik LUMI je, denimo, nameščen na severu Finske, kjer ga lahko večino leta učinkovito hladijo s hladnim zrakom. Podobno delujejo norveški sistemi, ki za hlajenje uporabljajo hladno vodo iz fjordov. »Pri nas teh naravnih prednosti nimamo, zato na primer pri Vegi IZUM uporablja adiabatno hlajenje, to pomeni, da tudi v poletnih mesecih lahko sistem hladimo z vodo. Ko se zrak segreje, ga ohladimo z izhlapevanjem vodnih kapljic pred hladilniki, podobno kot v nekaterih lokalih,« je pojasnil Javoršek. »Ta metoda omogoča izredno učinkovitost hlajenja, a osnovne porabe elektrike s tem ne moremo bistveno zmanjšati – ta ostaja zelo velika.«

Razvoj kadra

Sašo Džeroski je pojasnil, da projekt ne obsega zgolj infrastrukture za razvoj modelov umetne inteligence, napredne superračunalniške obdelave in shranjevanja velikih količin podatkov, temveč tudi razvoj programske opreme, sočasno pa je poudaril, da sta najpomembnejši segment projekta razvoj vrhunskega kadra in izobraževanje čim širšega kroga potencialnih uporabnikov: »Ne glede na to, ali bodo delovali v akademskem ali industrijskem okolju, bodo morali obvladati uporabo najnovejših tehnologij umetne inteligence, kar bo tudi eden izmed ključnih vidikov te tovarne.«

Javoršek predvideva, da bo projekt vseslovenske tovarne umetne inteligence zagotovil približno 50 novih delovnih mest. »To bodo zaposleni, ki se bodo ukvarjali z vzpostavitvijo in delovanjem tovarne – s strojno in programsko opremo. Posredno pa bo to zagotovilo še številne druge priložnosti za podjetja, ki bodo razvijala nove produkte in storitve in za to potrebovala dodatne strokovnjake,« je pojasnil.

Ker pa se pri razglabljanju o umetni inteligenci vselej hitro pojavi strah pred množično izgubo delovnih mest, se tu seveda poraja vprašanje, ali bo tovarna umetne inteligence nekatere poklice tudi ogrozila – se bo zaradi nje morda zaprlo več delovnih mest, kot jih bo ustvarila?

Po mnenju Džeroskega se število delovnih mest ne bo občutno zmanjšalo, temveč se bodo preprosto spremenila in prilagodila duhu časa: »Tako je bilo vedno v zgodovini: ob pojavitvi novih tehnologij so nekatere vrste delovnih mest izginile, hkrati pa so nastale nove. Tu ne bo mogel delati kdorkoli brez ustreznih znanj – potrebne bodo specifične veščine.« Dodal je še: »Trenutno je naš največji omejitveni dejavnik prav pomanjkanje kadra, a dolgoročno verjamem, da bodo ljudje prepoznali priložnosti na tem področju in se bo zanimanje za te poklice povečalo.«

Jan Jona Javoršek je pri tem poudaril še en pomemben vidik nadaljnjega razvoja umetne inteligence na Slovenskem in vzpostavitve infrastrukture, ki bo ta razvoj omogočila: to vidi kot nekakšno varovalo pred begom možganov: »Če poleg znanja ponudimo tudi infrastrukturo in gospodarske spodbude, bomo omogočili, da naši strokovnjaki ostanejo v Sloveniji, da tukaj plačujejo davke in svoje znanje vlagajo v lokalno okolje.«

Poleg tega enega od najbolj pozitivnih učinkov vzpostavitve slovenske tovarne umetne inteligence vidi v tem, kako učinkovito je projektu uspelo povezati različne centre znanja: »To je res kolektivni projekt, pri katerem z našim inštitutom sodelujejo oba infrastrukturna zavoda, ki sta nepogrešljiva – Arnes in IZUM –, največje univerze, prav tako pa pri vzpostavitvi tovarne kot partnerja sodelujeta Gospodarska zbornica Slovenije in Tehnološki park Ljubljana.« K temu je dodal: »Čeprav se morda sliši nenavadno, je že samo to sodelovanje velik dosežek – verjemite mi. Na tem področju to ni samoumevno.«