H καθηγήτρια Ελπινίκη Παπαγεωργίου στους κορυφαίους επιστήμονες του κόσμου με ερευνητικό έργο στην Τεχνητή Νοημοσύνη

H κ. Ελπινίκη Παπαγεωργίου είναι καθηγήτρια στο Τμήμα Συστημάτων Ενέργειας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στη Λάρισα και συγκαταλέγεται στο 2% των κορυφαίων επιστημόνων παγκοσμίως στην κατάταξη του Πανεπιστημίου Stanford, στον τομέα της «Τεχνητής Νοημοσύνης».
Ζητήσαμε από την ίδια να μας περιγράψει το αντικείμενο της ενασχόλησής της με την ΤΝ και να μας αναλύσει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.

ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗ
ΒΙΟΛΕΤΤΑ ΘΕΟΔΟΣΙΟΥ

Για τέσσερα συνεχόμενα έτη, 2020-2023, έχετε διακριθεί διεθνώς στους κορυφαίους επιστήμονες παγκοσμίως στην Τεχνητή Νοημοσύνη και κατατάσσεστε στο 2% των πιο επιδραστικών επιστημόνων, καθώς και 1η επιστήμονας παγκοσμίως στην περιοχή των Ασαφών Γνωστικών Δικτύων. Ήταν βασικός σας στόχος; Τι σημαίνει για εσάς αυτή η διάκριση; Εξηγήστε μας τον όρο επιδραστικός επιστήμονας.
Όταν ξεκίνησα την ακαδημαϊκή μου καριέρα, πριν αρκετά χρόνια, δεν είχα ποτέ φανταστεί ότι θα έφτανα κάποτε στο επίπεδο να συγκαταλέγομαι στους κορυφαίους επιστήμονες. Εργαζόμουν όλα αυτά τα χρόνια πολύ σκληρά, αφιερώνοντας πολλές ώρες στην έρευνα, διότι μου αρέσει να ανακαλύπτω καινούριες μεθοδολογίες, που έχουν τη δυνατότητα να επιλύσουν απαιτητικά προβλήματα σε διάφορους τομείς, από τη βιομηχανία μέχρι και την ιατρική. Αυτή η αγάπη με οδήγησε τελικά σε κορυφαίο επίπεδο. Δεν ήταν όμως αυτοσκοπός.
Σίγουρα αυτή η διάκριση είναι η επιβράβευση της πολυετούς και επίπονης προσπάθειας που έχω καταβάλει και αποτελεί μεγάλη ηθική ικανοποίηση και καταξίωση για εμένα, αλλά και για τους δικούς μου ανθρώπους, που με στερήθηκαν όλα αυτά τα χρόνια.
Επιδραστικός επιστήμονας είναι ο επιστήμονας του οποίου το ερευνητικό έργο επηρεάζει θετικά την υπόλοιπη επιστημονική κοινότητα και τον κόσμο γενικότερα. Οι μεθοδολογίες και η έρευνα που πραγματοποιεί επιδρούν στην εξέλιξη της επιστήμης. Ο αλγόριθμος με έχει κατατάξει στο 2% των κορυφαίων επιστημόνων, που ασχολούνται με την Τεχνητή Νοημοσύνη, λαμβάνοντας υπόψη τον κύριο όγκο των δημοσιεύσεών μου τόσο από την αρχή της καριέρας μου, όσο και για την πρόοδο που έχει επιτευχθεί στο εν λόγω πεδίο μέσω της έρευνας το τελευταίο χρονικό διάστημα, όπως για παράδειγμα την τριετία 2020 – 2023.

Έχετε εργαστεί για πάνω από 18 χρόνια ως υπεύθυνη σε διάφορα ερευνητικά έργα, όπως π.χ. εφαρμογές μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης. Εξηγήστε μας τι ακριβώς κάνετε με τα μοντέλα αυτά και πόσο χρήσιμα είναι για την εξέλιξη της επιστήμης;
Έχω σχεδιάσει και αναπτύξει μοντέλα και αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης, βασισμένους κυρίως στα Ασαφή Γνωστικά Δίκτυα, αλλά και σε συνδυασμούς αυτών με νέα προηγμένα μοντέλα μηχανικής, αλλά και βαθιάς μάθησης, για την επίλυση ιδιαίτερα δύσκολων και πολύπλοκων προβλημάτων λήψης αποφάσεων με εύκολο και γρήγορο τρόπο.
Με τα μοντέλα αυτά της ΤΝ αναπτύσσουμε αλγορίθμους και κατ’ επέκταση συστήματα, που μπορούν να βοηθήσουν στη λήψη αποφάσεων στην ιατρική (Πυρηνική Ιατρική και Ακτινοδιαγνωστική) και στη διάγνωση ασθενειών, όπως ο καρκίνος. Επίσης, μπορούν να προβλέψουν επιπτώσεις κοινωνικο-οικονομικών παραγόντων σε μια μελέτη, προφίλ ζήτησης καταναλωτών, ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και φυσικού αερίου, καθώς και ενεργειακή βιωσιμότητα, να εξασφαλίσουν την παραγωγή μηδενικών σφαλμάτων στη βιομηχανία, την ανίχνευση ελαττωμάτων και τον εντοπισμό των αιτιών των ελαττωμάτων κατά την παραγωγική διαδικασία.

Πιστεύετε ότι τα μοντέλα ανάπτυξης λογισμικών που σχετίζονται με την τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να αντικαταστήσουν κάποιες ανθρώπινες δραστηριότητες και σε ποιο βαθμό;
H Τεχνητή Νοημοσύνη είναι μια πραγματικότητα που έχει ήδη έρθει. Η καθημερινότητά μας κατακλύζεται από εντυπωσιακά λογισμικά ΤΝ, με εικονικούς βοηθούς, τα γνωστά σε όλους chatbots, έξυπνα σπίτια, ρομπότ με δυνατότητα λήψης αποφάσεων, μη επανδρωμένα drones, εικονικοί ειδικοί αναλυτές επιχειρήσεων και πληθώρα συστημάτων μηχανικής μάθησης που μαθαίνουν από τα δεδομένα, εντοπίζουν μοτίβα συμπεριφοράς, κάνουν προβλέψεις και λαμβάνουν αποφάσεις με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση, ωστόσο η λειτουργία τους δεν είναι πάντα ακριβής ή αλάνθαστη, ώστε να λαμβάνουν αποφάσεις χωρίς ανθρώπινο έλεγχο.
Σημαντικό μειονέκτημα των συστημάτων ΤΝ είναι ότι λειτουργούν χωρίς ηθικούς φραγμούς στον βαθμό που αξιώνει η κοινωνία. Σίγουρα χρειάζονται έλεγχο από τους ειδικούς επιστήμονες.
• Τα εργαλεία ΤΝ θεωρούνται μια πολλά υποσχόμενη λύση για τη μείωση του κόστους παραγωγής, τη βελτιστοποίηση της παραγωγικότητας, τη διαχείριση των διαδικασιών συντήρησης και την υποστήριξη στη λήψη αξιόπιστων αποφάσεων.
• Στην ιατρική επιφέρει σημαντικές προοπτικές στην έγκαιρη και αποτελεσματική διάγνωση ενός πλήθους ιατρικών καταστάσεων, προς όφελος του ασθενούς και του συστήματος υγείας σε καθημερινή βάση.
• Στον τομέα της ενέργειας δεν μπορούν να αντικαταστήσουν τον άνθρωπο που λαμβάνει αποφάσεις, αλλά μπορούν να είναι υποστηρικτικά εργαλεία και να βοηθήσουν τους φορείς διαμόρφωσης πολιτικής (policy-makers), στην προσπάθειά τους να επιλέξουν σωστές και αποδοτικές στρατηγικές.
Το σίγουρο είναι ότι η ανάπτυξη λογισμικών ΤΝ θα αντικαταστήσει κάποιες ανθρώπινες δραστηριότητες, κυρίως στη βιομηχανία και σε επιχειρήσεις, αλλά συνάμα θα δημιουργήσει νέες θέσεις, ίσως πιο εξειδικευμένες. Τα λογισμικά ΤΝ δεν έχουν φθάσει σε σημείο να λειτουργούν και να αποφασίζουν, όπως ακριβώς ο άνθρωπος, δεν έχουν συναισθηματική νοημοσύνη σε επίπεδο, που μπορεί να τα κάνει αποδεκτά σε σημαντικές λειτουργίες και αποφάσεις που κύριο λόγο έχει ο άνθρωπος.

Πώς μπορούμε να προλάβουμε το ενδεχόμενο να επιτρέψουμε στην Τεχνητή Νοημοσύνη να παίρνει αποφάσεις για σημαντικά ζητήματα που τώρα έχει την πρωτοβουλία ο άνθρωπος;
Αυτό το θέμα είναι πολύ σοβαρό και έχει απασχολήσει τα κράτη της Ευρωπαϊκής Ένωσης στο υψηλότερο επίπεδο, προκειμένου να καταλήξουν σε συμφωνία, ώστε να τεθούν κανόνες στην ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης. Πρόσφατα, επετεύχθη «πολιτική συμφωνία» σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης, όσον αφορά στους κανόνες δεοντολογίας και ηθικής (ethics AI), που πρέπει να διέπουν την τεχνητή νοημοσύνη και τις εφαρμογές της, ώστε να προστατευθούν οι πολίτες από τους κινδύνους που ενέχει η ανεξέλεγκτη ανάπτυξή της. Σκοπός αυτής της διαπραγμάτευσης ήταν να συμφιλιωθεί η καινοτομία με τον σεβασμό των ατομικών δικαιωμάτων, να βρεθεί μία ισορροπία ανάμεσα στα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας και την ανάγκη εφαρμογής ασφαλιστικών δικλίδων.
Τα προτεινόμενα μέτρα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής κινούνται προς τη σωστή κατεύθυνση προκειμένου να διατηρηθεί η πρωτοβουλία του ανθρώπου στη λήψη σημαντικών αποφάσεων.

Πόσο χρήσιμη είναι η τεχνητή νοημοσύνη;
Κατά την άποψή μου, οι δυνατότητες της ΤΝ έχουν βοηθήσει σημαντικά την ανθρωπότητα, εφόσον χρησιμοποιούνται με συνείδηση και έχουν στόχο να λύσουν προβλήματα εκεί που ο άνθρωπος αδυνατεί, ιδιαίτερα στην ανάλυση τεράστιου όγκου δεδομένων, αλλά και στην ανάπτυξη συστημάτων και εφαρμογών στην υγεία, που βελτιώνουν την ποιότητα ζωής των ασθενών και θεραπεύουν, όπου είναι εφικτό. Ιδιαίτερα στην ιατρική, έχουν αναπτυχθεί σημαντικά συστήματα διάγνωσης, πρόληψης και θεραπείας, με δυνατότητες εξατομικευμένης θεραπείας.

Το 2021 συμμετείχατε σε μια ομάδα επιστημόνων που δημιούργησε ένα πιλοτικό πρόγραμμα έγκαιρης προειδοποίησης πλημμυρικών φαινομένων στον Σπερχειό ποταμό στην περιοχή της Λαμίας. Πιστεύετε ότι θα είχαν αποφευχθεί οι πρόσφατες πλημμύρες στη Θεσσαλία εάν είχε αναπτυχθεί ένα αντίστοιχο πρόγραμμα και στην περιοχή μας; Θα μπορούσε έστω και τώρα να αναπτυχθεί κάτι αντίστοιχο; Υπάρχει η δυνατότητα; Τι προϋποθέσεις χρειάζονται;
Το πρόγραμμα, που αναπτύξαμε, ήταν πιλοτικό και μικρής κλίμακας, με δυο σταθμούς που τοποθετήθηκαν στον Σπερχειό ποταμό και αφορούσε στην πρόβλεψη της στάθμης του νερού στις αντίστοιχες γέφυρες. Τα πρώτα αποτελέσματα είναι πολύ ενθαρρυντικά και συνεχίζουμε την έρευνά μας. Τα φαινόμενα που είδαμε ήταν εξαιρετικά έντονα και εξαρτώνται όχι μόνο από τις καιρικές συνθήκες, αλλά και από άλλους παράγοντες, μεταξύ αυτών και οι ανθρώπινες παρεμβάσεις. Απαιτείται η ανάπτυξη προγράμματος που να μπορεί να λάβει υπόψιν όλους αυτούς τους παράγοντες σε κάθε περιοχή, να τροφοδοτείται συνεχώς από τη γνώση των εμπειρογνωμόνων στο συγκεκριμένο πεδίο, αλλά και από προηγούμενες καταστάσεις, προκειμένου να είναι αξιόπιστο. Σίγουρα αξίζει τον κόπο να αναπτυχθεί ένα τέτοιο σύστημα με την κατάλληλη συνεργασία τόσο επιστημόνων στο τεχνολογικό επίπεδο, όσο και πολιτικών φορέων, ώστε στο μέλλον σε παρόμοιες κλιματολογικές συνθήκες να έχουμε λιγότερες υλικές καταστροφές και απώλειες ζωικού κεφαλαίου.

Με ποια ερευνητικά προγράμματα ασχολείστε αυτή τη χρονική περίοδο; Ποια προγράμματα έχετε προγραμματίσει να υλοποιήσετε;
Είμαι επιστημονικά υπεύθυνη, ως μέλος ΔΕΠ του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, σε δυο μεγάλα ερευνητικά έργα στον τομέα της Τεχνητής Νοημοσύνης, ένα στη βιομηχανία και ένα στην ιατρική. To πρώτο είναι ένα Horizon2020 Ευρωπαϊκό έργο με τίτλο OPTIMAI (optimai.eu), το οποίο αποσκοπεί στη δημιουργία ενός καινοτόμου βιομηχανικού οικοσυστήματος με στόχο τον εντοπισμό σφαλμάτων στα παραγόμενα βιομηχανικά προϊόντα.
Το δεύτερο έργο είναι εθνικό, με τίτλο EMERALD, στην περιοχή «Επιστήμες Ζωή», στον τομέα της Πυρηνικής Ιατρικής, ιδιαίτερα σημαντικό στον τομέα αυτό όπου οι ακριβείς και κατανοητές διαγνωστικές αποφάσεις είναι κρίσιμες.
Έχω ιδρύσει Εργαστήριο Τεχνητής Νοημοσύνης, Υπολογιστικών Μοντέλων και Τεχνολογικών Εφαρμογών, στο οποίο θα υλοποιηθούν άμεσα τα εξής προγράμματα:
• Λογισμικό ΤΝ για προφίλ ενεργειακής ζήτησης καταναλωτών.
• Αλγόριθμοι ΤΝ για την πρόβλεψη ζήτησης φορτίου στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
• Ερμηνεύσιμα μοντέλα ΤΝ στη βιομηχανία για τον έλεγχο της παραγωγικής διαδικασίας.
• Λογισμικό ΤΝ στην Πυρηνική Ιατρική για ερμηνεύσιμες αποφάσεις στους γιατρούς σε προβλήματα διάγνωσης.

Έχετε συνεργασία με επιστήμονες άλλων Πανεπιστημίων; Υπάρχει ανταλλαγή απόψεων σε ερευνητικό επίπεδο;
Ναι, συνεργάζομαι με μια πληθώρα από σημαντικούς/επιδραστικούς επιστήμονες άλλων Πανεπιστημίων τόσο σε εθνικό, όσο και σε διεθνές επίπεδο, με τους οποίους μοιραζόμαστε και ακολουθούμε τις σύγχρονες τεχνολογικές εξελίξεις σε τομείς κοινού ενδιαφέροντος, αναφορικά με τα εργαλεία και μοντέλα ΤΝ και τα συστήματα μηχανικής μάθησης.

Πού επικεντρώνονται οι έρευνες Τεχνητής Νοημοσύνης σήμερα;
Αυτή τη στιγμή επικεντρώνεται (1) στην ανάπτυξη αλγορίθμων μηχανικής και βαθιάς μάθησης για την επεξεργασία πληροφοριών, την αναγνώριση προτύπων, και τον έλεγχο αυτόνομων οχημάτων/συστημάτων, (2) στη δημιουργία μοντέλων που να είναι διαφανή και ερμηνεύσιμα, για να μπορούν να εμπιστευθούν τις αποφάσεις τους οι άνθρωποι, (3) στον τρόπο με τον οποίο οι αλγόριθμοι μπορούν να λαμβάνουν αποφάσεις μέσω αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον, (4) στην ανάπτυξη ιατρικών συστημάτων με τη χρήση ΤΝ για τη διάγνωση, τον προγραμματισμό θεραπειών, και τη βελτίωση της υγείας γενικότερα, (5) στην ανάπτυξη αυτόνομων ρομπότ, και (6) στην ηθική της ΤΝ, να θεσπιστούν νομικοί κανόνες και περιορισμοί για τη χρήση της ΤΝ σε ευαίσθητους τομείς όπως η υγεία, η δικαιοσύνη και η ασφάλεια.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η έρευνα στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης εξελίσσεται με εξαιρετικά ταχείς ρυθμούς, και σύντομα θα προκύψουν και νέοι τομείς ενδιαφέροντος.

Πώς μπορεί μια γυναίκα να συνδυάσει τους πολλαπλούς ρόλους της με τον ρόλο της ερευνήτριας και της καθηγήτριας; Πόσο κόστισε αυτό στην οικογένειά σας;
Σίγουρα είναι πάρα πολύ δύσκολο. Η οικογένειά μου στερήθηκε την παρουσία μου για πολλά χρόνια, τα οποία διέθεσα στην έρευνα πάνω στο επιστημονικό μου πεδίο, αλλά και στις υπόλοιπες ακαδημαϊκές υποχρεώσεις, ιδιαίτερα την περίοδο που τα παιδιά μου ήταν πολύ μικρά.
Τα δυο παιδιά μου δείχνουν να αντιλαμβάνονται ως έναν βαθμό ότι τους «έλειψα» για να αφιερωθώ στο δύσκολο έργο της έρευνας που απαιτεί η εξειδίκευση μου. Προσπαθώ όσο μπορώ να αναπληρώσω το χαμένο χρόνο και να βρίσκομαι κοντά τους όσο πιο πολύ γίνεται. Ευχαριστώ την οικογένειά μου για την υπομονή και την αμέριστη συμπαράστασή της όλα αυτά τα χρόνια, διότι είναι εξαιρετικά δύσκολο να έχεις μαζί με την επιστήμη και τον ρόλο της μητέρας και της συζύγου.

Σας ευχαριστούμε για την πολύτιμη συζήτηση που είχαμε και σας ευχόμαστε καλή δύναμη στο δύσκολο και απαιτητικό έργο σας.