‘उत्क्रांती’वाद्यांचा सन्मान

मधुरा कुलकर्णी

कृत्रिम न्यूरॉन्सवर आधारित मशीन लर्निंगशी संबंधित नवीन तंत्र विकसित केल्याबद्दल जेफ्री ई. हिंटन आणि अमेरिकन शास्त्रज्ञ जॉन जे. होपफिल्ड यांना नुकतेच यंदाचे भौतिकशास्त्रातले नोबेल घोषित झाले. व्हिक्टर ॲम्ब्रोस आणि गॅरी रुवकुन यांना ‘मायक्रो आरएनए’च्या शोधासाठी यंदाचे वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक जाहीर करण्यात आले. त्यांच्या संशोधनाचा आणि कारकिर्दीचा हा परिचय. ऑक्टोबर महिना उजाडला की, एक आठवडाभर नोबेल पुरस्कारांची घोषणा होत असते. हे पुरस्कार कुणाला मिळतात आणि कुणाच्या संशोधनावर या पुरस्कारांची मोहोर उमटते, याकडे जगाचे लक्ष लागलेले असते. यंदाचे वैद्यकशास्त्र आणि भौतिकशास्त्राचे नोबेल पुरस्कार जाहीर झाले आहेत.

‘एआय’चे गॉडफादर म्हणून ओळखले जाणारे जेफ्री ई. हिंटन आणि अमेरिकन शास्त्रज्ञ जॉन जे. होपफिल्ड यांना यंदाचे भौतिकशास्त्रातले पुरस्कार घोषित झाले. कृत्रिम न्यूरॉन्सवर आधारित मशीन लर्निंगशी संबंधित नवीन तंत्र विकसित केल्याबद्दल त्यांना हा सन्मान देण्यात आला. हॉपफिल्ड आणि हिंटन यांना त्यांच्या ‘मूलभूत शोधांसाठी’ हा पुरस्कार देण्यात आला आहे. हे असे शोध आहेत, जे कृत्रिम ‘न्यूरल नेटवर्क’सह मशीन शिक्षण सक्षम करतात. संगणक विचार करू शकत नसले, तरी यंत्रे आता स्मृती आणि शिकणे यासारख्या कार्यांचे अनुकरण करू शकतात. हिंटन हे ब्रिटिश-कॅनेडियन संगणक शास्त्रज्ञ आणि संज्ञानात्मक मानसशास्त्रज्ञ आहेत. ते कृत्रिम ‘न्यूरल नेटवर्क’वरील त्यांच्या कार्यासाठी प्रसिद्ध आहेत. यामुळे त्यांना ‘गॉडफादर ऑफ एआय’ ही पदवी मिळाली आहे. डेटामधील गुणधर्म आपोआप शोधू शकतील, अशा पद्धतीचा शोध लावल्याबद्दल त्यांना नोबेल पारितोषिक मिळाले. या संशोधनामुळे प्रतिमांमधील विशिष्ट घटक ओळखले जाऊ शकतात. हिंटन यांचे शिक्षण लंडन येथील क्लिफ्टन कॉलेज, ब्रिस्टल आणि किंग्ज कॉलेज, केंब्रिज येथे झाले. नैसर्गिक विज्ञान, कला इतिहास आणि तत्त्वज्ञान यासारख्या विविध विषयांमध्ये पदव्या घेतल्यानंतर त्यांनी १९७० मध्ये प्रायोगिक मानसशास्त्रात कला शाखेची पदवी मिळवली.

ससेक्स विद्यापीठात आणि ब्रिटनमध्ये निधी मिळवण्यात अडचणी आल्यावर हिंटन यांनी कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, सॅन दिएगो आणि कार्नेगी मेलॉन विद्यापीठात काम केले. लंडन येथील युनिव्हर्सिटी कॉलेजमधील ‘गॅटस्बी चॅरिटेबल फाउंडेशन कॉम्प्युटेशनल न्यूरोसायन्स युनिट’चे ते संस्थापक संचालक होते. २०१३ ते २०२३ दरम्यान हिंटन यांनी ‘गूगल’आणि टोरंटो विद्यापीठासाठी काम केले. मे २०२३ मध्ये त्यांनी ‘गूगल’चा राजीनामा देण्याची घोषणा केली. राजीनामा देताना त्यांनी ‘आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स’ (एआय) तंत्रज्ञानाच्या धोक्यांबाबत चिंता व्यक्त केली. त्यांनी टोरंटोमधील वेक्टर संस्थेची सह-स्थापना केली आणि त्याचे मुख्य वैज्ञानिक सल्लागार बनले. ते सध्या टोरंटो विद्यापीठात संगणकशास्त्र विभागात प्राध्यापक आहेत. हिंटन यांना २०१८ मध्ये ट्युरिंग पुरस्कार मिळाला. या पुरस्काराला योशुआ बेनगिओ आणि यान लॅकन यांच्या सखोल शिक्षणावरील कार्यासाठी ‘संगणनाचे नोबेल पारितोषिक’ म्हणून संबोधले जाते. त्याला कधी कधी ‘गॉडफादर ऑफ डीप लर्निंग’ म्हटले जाते. नोबेल पारितोषिक मिळाल्यानंतर हिंटन म्हणाले की, हा पुरस्कार मिळाल्याने मला आश्चर्य वाटले. ‘एआय’ तंत्रज्ञान शारीरिक ताकदीत लोकांना मागे टाकण्याऐवजी बौद्धिक क्षमतेत लोकांना मागे टाकणार आहे. हे तंत्रज्ञान आरोग्य सेवेसारख्या गोष्टींमध्ये क्रांती घडवून आणेल. त्यामुळे उत्पादनात मोठ्या प्रमाणात सुधारणा होईल; परंतु आम्हाला अनेक संभाव्य वाईट परिणामांची चिंता करावी लागेल. कारण या बाबी नियंत्रणाबाहेर जाण्याचा धोका असल्याचा इशारा त्यांनी दिला होता.

हिंटन आणि होपफिल्ड या दोन्ही शास्त्रज्ञांना ‘एआय’ आणि ‘मशीन लर्निंग’शी संबंधित नवीन तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी हा पुरस्कार संयुक्तपणे देण्यात आला आहे. ही तंत्रे कृत्रिम न्यूरॉन्सवर आधारित आहेत. यामुळे आजच्या शक्तिशाली ‘मशीन लर्निंग’ तंत्राचा पाया घातला गेला आहे. सोप्या शब्दांत सांगायचे तर त्यांनी भौतिकशास्त्राच्या मदतीने आर्टिफिशियल न्यूरल नेटवर्क प्रशिक्षित केले आहे, जेणेकरुन ते आपल्यासारखे विचार करू शकेल आणि शिकू शकेल. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की हॉपफिल्ड यांनी एक सहयोगी मेमरी तयार केली आहे, जी संगणक डेटामध्ये उपस्थित प्रतिमा आणि नमुने लक्षात ठेवण्यास आणि पुन्हा तयार करण्यात मदत करू शकते. हिंटन यांनी एक तंत्र विकसित केले आहे, जे डेटामधील गुणधर्म आपोआप ओळखू शकते. त्याचे तंत्र डेटामधील महत्त्वाची माहिती शोधण्यात मदत करते. प्रतिमांमधील विशिष्ट वस्तू ओळखण्यास हे तंत्रज्ञान मदत करू शकते. हे नेटवर्क मेंदूच्या कार्यपद्धतीने प्रेरित आहे. कृत्रिम ‘न्यूरल नेटवर्क’मध्ये मेंदूच्या पेशी (न्यूरॉन्स) वेगवेगळ्या मूल्यांसह बिंदू (नोडस्) म्हणून दर्शवले जातात. हे बिंदू एकमेकांवर कनेक्शनद्वारे प्रभाव पाडतात. मेंदूच्या पेशी सायनॅप्सद्वारे जोडतात. नेटवर्क एकाच वेळी उच्च मूल्यांसह बिंदूंमधील मजबूत कनेक्शन विकसित करू शकते. हॉपफिल्ड यांनी एक नेटवर्क तयार केले आहे, ते पॅटर्न जतन करू शकते आणि ते पुन्हा तयार करू शकते. ते इमेजमधील पिक्सेलप्रमाणे नेटवर्कमधील नोड्सचा विचार करू शकतात.

हॉपफिल्ड नेटवर्क भौतिकशास्त्रावर आधारित आहे. ते अणूंमधील लहान चुंबकासारखे वागते. हिंटन यांच्या कार्याने आज ‘मशीन लर्निंग’च्या जलद विकासात खूप मोठे योगदान दिले आहे. याच्या मदतीने यंत्रांना मानवी मेंदूप्रमाणे विचार करायला आणि समजून घ्यायला शिकवले जाते. शास्त्रज्ञांना आपल्या शोधाचा अभिमान असतो. तो असणे स्वाभाविक आहे; परंतु अणुबाॅम्बच्या संशोधकाला त्याचे दुष्परिणाम समजल्यानंतर झाला तसाच पश्चाताप आता ‘एआय’च्या दुरुपयोगाच्या भीतीने हिंटन यांना होत आहे. ‘एआय’मुळे मोठ्या प्रमाणात नोकऱ्या जाणार आहेत. चुकीची माहिती समाजात वेगाने पसरेल. ती थांबवणे शक्य होणार नाही. त्यांनी ‘एआय’च्या धोक्यांबद्दल स्वतःला जबाबदार धरत खेद व्यक्त केला होता. नोबेल पारितोषिकाची घोषणा करताना समितीने म्हटले आहे की, या दोन्ही शास्त्रज्ञांनी जगाला नव्या पद्धतीने संगणक वापरायला शिकवले आहे.

व्हिक्टर ॲम्ब्रोस आणि गॅरी रुवकुन यांना यंदाचे वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक जाहीर करण्यात आले. ‘मायक्रो आरएनए’ (रिबोन्यूक्लिक ॲसिड) च्या शोधासाठी त्यांना हे पारितोषिक देण्यात आले आहे. ‘मायक्रो आरएनएचा शोध आणि लिप्यंतरणानंतर जीन अभिव्यक्ती नियंत्रित करण्यात त्यांची भूमिका’ या संशोधनासाठी त्यांना या वर्षी वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. ‘मायक्रो आरएनए’ हे जनुकांच्या क्रियाकलापांचे नियमन करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते. आपल्या शरीरातील सर्व पेशींची जनुके सारखीच असली, तरी स्नायू आणि चेतापेशी यांसारख्या विविध प्रकारच्या पेशींची कार्ये वेगवेगळी असतात. जनुकांच्या नियमनामुळे हे शक्य होते. हे नियमन पेशींना फक्त त्यांना आवश्यक असलेल्या जनुकांना ‘चालू’ करण्यास अनुमती देते. ॲम्ब्रोस आणि रुवकुन यांच्या ‘मायक्रो आरएनए’च्या शोधामुळे त्याचे नियमन करण्याचा एक नवीन मार्ग दिसून आला. नोबेल समितीने पुरस्काराची घोषणा करताना सांगितले की, त्यांचा शोध मानव कसा आहे हे समजून घेण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. आपल्या क्रोमोझोममध्ये साठवलेल्या माहितीची तुलना आपल्या शरीरातील सर्व पेशींसाठी निर्देश पुस्तिकेशी केली जाऊ शकते. प्रत्येक पेशीमध्ये गुणसूत्रांचा समान संच असतो. म्हणूनच प्रत्येक पेशीमध्ये तंतोतंत समान जनुके आणि सूचना असतात. एकूण संच समान असले, तरी स्नायू आणि मज्जातंतू पेशींसारख्या भिन्न पेशी प्रकारांमध्ये खूप भिन्न वैशिष्ट्ये आहेत.

ॲम्ब्रोस आणि रुवकुन या दोघांनाही वेगवेगळ्या पेशींचे प्रकार कसे विकसित होतात हे जाणून घेण्यात रस होता. त्यांच्या अभूतपूर्व शोधाने जगासमोर जनुक नियमनाचा एक पूर्णपणे नवीन सिद्धांत मांडला आहे, जो मानवाव्यतिरिक्त बहुपेशीय जीवांसाठी प्रभावी ठरेल. ‘मायक्रो आरएनए’ जीवांच्या विकासासाठी आणि कार्य करण्याच्या पद्धतीसाठी मूलभूतपणे महत्त्वपूर्ण असल्याचे सिद्ध होत आहे. ॲम्ब्रोस यांनी १९७९ मध्ये ‘मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी’ (एमआयटी)मधून पीएच.डी. प्राप्त केली. तिथे त्यांनी १९७९-१९८५ मध्ये पोस्टडॉक्टरल संशोधन केले. १९८५ पासून ते केंब्रिज येथिल हार्वर्ड युनिव्हर्सिटीमध्ये संशोधक आहेत. रुवकुन यांनी १९८२ मध्ये हार्वर्ड विद्यापीठातून पीएच.डी प्राप्त केली. ते मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथे पोस्टडॉक्टरल फेलो होते. ते जेनेटिक्सचे प्राध्यापक आहेत. ॲम्ब्रोस यांनी पोलिओव्हायरस जीनोमची रचना आणि प्रतिकृतीचा अभ्यास केला. त्यांच्या प्रयोगशाळेने सी. एलेगन्समध्ये लिन-४ जनुकापासून बनवलेले पहिले ‘मायक्रो आरएनए’ शोधून काढले. त्यामुळे उत्क्रांतीमधील ‘मायक्रो आरएनए’च्या भूमिकेवर चालू असलेल्या संशोधनाला आकार देता आला.