DeepMind 和哈佛大学(xué)的研究人员似乎是这么认(rèn)为的——具体来说,研(yán)究人员制造了一个 AI 驱(qū)动的虚拟小(xiǎo)白鼠来执行多(duō)种复(fù)杂的任务。然后,他(tā)们再(zài)使用(yòng)神经(jīng)科学技(jì)术来了解虚拟小白鼠的(de)“大(dà)脑”是如(rú)何控制其运动的。
如今,最(zuì)先进的人工(gōng)智能由(yóu)人工神经网络驱动,而人工神(shén)经网络是一种机(jī)器学习算法,由被(bèi)称(chēng)为“神经元”的(de)组件连接而成。从某(mǒu)种程度上来说,这些“神经元”组(zǔ)件受到了大脑(nǎo)结构的启发,尽管它们的运(yùn)作方式截然不同,但(dàn)越来越多的研究人员(yuán)认为(wéi),将两者相提(tí)并(bìng)论,既能提高我们对(duì)神经科(kē)学的理解,也能让人工智能变得更(gèng)智能。
据了(le)解,基于上述观点,研(yán)究人员已经创建(jiàn)了一个 3D AI 小白鼠的模型(xíng),特殊的(de)是(shì),这个模型(xíng)完全复刻了现实小白(bái)鼠的(de)生物(wù)特征。在虚拟环境(jìng)中,AI 小白鼠由其神经网络(luò)来(lái)控制。研究人员(yuán)还表(biǎo)明,他们可以(yǐ)利用(yòng)神经(jīng)科学(xué)技术来分析生物大脑活动,以了解神经(jīng)网络如(rú)何控制老鼠的(de)运动。
该研究报告的合著者、哈佛大(dà)学博士后研(yán)究员 Jesse Marshall 表示,通过让研究人(rén)员用不同程度(dù)的虚(xū)拟生(shēng)物来测试不同(tóng)的神(shén)经网络(luò),以观察(chá)它们在应对复杂挑战方(fāng)面的表现。他说道:
典型(xíng)的神经科学(xué)实验(yàn)探究(jiū)的是动物大脑,这些动物只(zhī)会做一(yī)些单一动作,比如敲击杠杆,而(ér)大多数机器人都是(shì)为完成特定的任务而打造的,比如打扫房间。关于模拟小白(bái)鼠的研究是我们努力理解大脑(nǎo)如(rú)何实(shí)现灵(líng)活性的开始,并利用我(wǒ)们获得的有用信息(xī)来设(shè)计(jì)具有类(lèi)似能力(lì)的人工智能体(tǐ)。
这个 AI 小白鼠(shǔ)的肌肉和关节特征,以及视(shì)觉能力和本体感(gǎn)觉全(quán)都基于真实(shí)老鼠的(de)测量(liàng)数据。其中,本(běn)体感觉是指反馈系统,即告诉(sù)小白(bái)鼠自己的身体部位在哪里,以及这些部(bù)位是如何运动的。
随后,研究人(rén)员训(xùn)练了一个神(shén)经网络来指导 AI 小白鼠完成(chéng)任务,比(bǐ)如跳过沟(gōu)壑(hè),在(zài)迷宫中觅食,逃离丘陵环境(jìng),并精确触摸到模拟物体。一旦(dàn) AI 小白鼠能够成(chéng)功(gōng)完成(chéng)任务(wù),研究小组就会分析(xī)其神经(jīng)活(huó)动(dòng)的(de)记录,利(lì)用(yòng)从神经科学(xué)技术来了解神经网络是如何实(shí)现(xiàn)运动控(kòng)制(zhì)的(de)。
由于研究(jiū)人员已经建(jiàn)立了为模拟小白鼠提供(gòng)动力的人工智能(néng),所以,AI 小白鼠的许多行(háng)为(wéi)是研究(jiū)人员意料(liào)之中的(de)。不过,有趣(qù)的是,在实验中,神经活动的(de)发生时间似乎比直接控(kòng)制肌肉和肢体运动的时(shí)间要长。
哈佛(fó)大(dà)学研究(jiū)生(shēng) Diego Aldarondo 说:
这意味着,这个(gè)网络反映了抽象(xiàng)尺度(dù)上的(de)行为,比如奔跑、跳(tiào)跃、旋转和其(qí)他(tā)直观(guān)的行为类别。这是一种先前(qián)被认(rèn)为仅存在于动物(wù)身上的(de)认知模型。
DeepMind 的(de)高级(jí)研(yán)究科学家 Josh Merel 表示,目(mù)前,他(tā)们已经对 AI 小(xiǎo)白鼠进(jìn)行了开源,希(xī)望其他研(yán)究人员能(néng)以此为(wéi)基础,去进行进一步的研究(jiū)。
加拿大麦(mài)吉尔大学的神(shén)经学家 Blake Richards 没(méi)有(yǒu)参与这项研究。他认为,虽然神经(jīng)网络不具备生理真实性,但它能够捕捉(zhuō)到(dào)足够(gòu)多的神经处理方式的重要特征,可以对神经活动影响(xiǎng)行为的(de)结果做出有用的预测。这种训(xùn)练神经网络的方法,更易于收集数据来与真(zhēn)实的生物数据(jù)进行比(bǐ)较。
他补充(chōng)道,“这(zhè)些虚拟(nǐ)大脑产生的数据或(huò)许比动(dòng)物真(zhēn)实(shí)大脑产生(shēng)的数(shù)据更有价(jià)值(zhí)。”
加拿大皇后大(dà)学的神经学家 Stephen Scott 表示,虽然人们必须谨慎对待在人工(gōng)神(shén)经网络和生物神经(jīng)网络之间进行过度比较,但这种方(fāng)法可(kě)能是探索行为神经基础一种富有成效(xiào)的方式。