DeepMind 和哈佛(fó)大学的研究(jiū)人员似乎是这么认为的——具体来说,研究人员制造了一个 AI 驱动的虚(xū)拟小白鼠(shǔ)来(lái)执行(háng)多种复(fù)杂的任务。然后,他们再使用神经科学(xué)技术(shù)来了解虚拟小白鼠的(de)“大脑”是如何控(kòng)制其运动的。
如(rú)今,最先进的人工智能由(yóu)人(rén)工神经网络驱动,而人工神经网(wǎng)络是一(yī)种机器学习算(suàn)法,由被称为“神经元”的组件连接而(ér)成。从某种程度上来说,这些“神经元”组件受到了大脑结构的启发,尽管它们(men)的运作方式(shì)截(jié)然不同,但越来越多(duō)的研究人员(yuán)认为,将(jiāng)两者相提并论,既能提高我们(men)对(duì)神经科学的理解,也能让(ràng)人工智能变得更智能。
据了(le)解(jiě),基(jī)于上(shàng)述观(guān)点,研究人员已经创建(jiàn)了一个 3D AI 小白(bái)鼠的模(mó)型,特殊的是,这(zhè)个模(mó)型完全复刻了现实小白(bái)鼠的生(shēng)物特征。在(zài)虚拟环境中(zhōng),AI 小白(bái)鼠由其神(shén)经网(wǎng)络来(lái)控制。研究(jiū)人员还表明,他们可以利用神经科学技术来分析生物大脑活动,以了解神经网络如(rú)何控(kòng)制老鼠的运动。
该(gāi)研(yán)究报告的合(hé)著者、哈佛大学(xué)博士后研究员(yuán) Jesse Marshall 表示,通过让研究人员用不(bú)同程度的虚拟生物来测试不同的神经网络,以观(guān)察它们在应对复杂挑战方面的表现。他(tā)说道:
典(diǎn)型的神经科学实验探究的是动物(wù)大脑,这些动物只会(huì)做一(yī)些(xiē)单一动作,比如敲击杠杆,而大多(duō)数机器人都是为完成特(tè)定的任务(wù)而打造的,比(bǐ)如打扫房间(jiān)。关于模拟小白鼠的研究是我(wǒ)们努力理解大脑如何实现灵(líng)活性的开(kāi)始,并利用我(wǒ)们(men)获得的(de)有用信息来设计具有类似能力(lì)的人工智能体。
这个(gè) AI 小白鼠的肌肉和关节特征,以及视觉能力和本(běn)体感觉全都基于真实老鼠(shǔ)的(de)测量数据。其中(zhōng),本(běn)体感觉是指反馈系统,即告诉(sù)小白鼠自(zì)己的(de)身体部位在哪里,以及这些(xiē)部位是如(rú)何运动(dòng)的。
随后,研究人员(yuán)训(xùn)练了(le)一个神经(jīng)网络来(lái)指(zhǐ)导(dǎo) AI 小白鼠完成任务,比如跳过沟(gōu)壑,在迷宫中觅(mì)食(shí),逃离丘陵环(huán)境,并(bìng)精确触摸到模拟(nǐ)物体。一旦 AI 小白(bái)鼠能够成功(gōng)完成任务,研究小(xiǎo)组(zǔ)就(jiù)会分析其神经活动的记(jì)录,利用从神经(jīng)科学技术(shù)来了解神(shén)经网络是如何实(shí)现运动控制的(de)。
由于(yú)研究人员已经建(jiàn)立(lì)了为模(mó)拟小(xiǎo)白鼠提(tí)供动力的人工智能,所(suǒ)以,AI 小白鼠的许多(duō)行为是研究人员意料之中的。不过,有趣的是(shì),在(zài)实验中,神经活动的发生时间似乎比直接(jiē)控制(zhì)肌肉和肢体(tǐ)运动(dòng)的(de)时间要长(zhǎng)。
哈佛大学研究生 Diego Aldarondo 说:
这意味着,这个网络反映了(le)抽象尺度上的行为,比如奔(bēn)跑(pǎo)、跳跃、旋转和(hé)其他(tā)直观的行(háng)为类别。这是一种先(xiān)前(qián)被认为仅存在于动(dòng)物(wù)身上的(de)认知(zhī)模型。
DeepMind 的高级(jí)研(yán)究科学(xué)家 Josh Merel 表示,目前,他(tā)们已经对 AI 小白鼠进行了开源,希望其他研究人员能以此(cǐ)为(wéi)基础,去进行进一步的研究。
加拿大麦吉尔(ěr)大学的神经学家 Blake Richards 没有参(cān)与这(zhè)项研究。他认(rèn)为,虽然神经(jīng)网络不具备生理真(zhēn)实性,但它能够(gòu)捕捉到(dào)足够多(duō)的神经处(chù)理(lǐ)方式的重要特征,可以对神(shén)经活动影(yǐng)响行为(wéi)的(de)结果做出有用(yòng)的预测。这(zhè)种训练神经网络的方法,更易于收集数(shù)据来与真实的(de)生物(wù)数据进行(háng)比(bǐ)较。
他补充道,“这些虚拟大脑产生的数据(jù)或许比动物(wù)真(zhēn)实大脑产生的数据更有(yǒu)价值。”
加拿大皇后大学(xué)的神经学家 Stephen Scott 表示(shì),虽(suī)然人们必须谨慎(shèn)对待在人工神(shén)经(jīng)网络和生物神经网络之(zhī)间进行过度(dù)比(bǐ)较,但(dàn)这种方法可能是探索行为(wéi)神经基础一(yī)种(zhǒng)富有(yǒu)成(chéng)效的方式。