DeepMind 和哈佛大(dà)学的研究人员似(sì)乎是这么认为(wéi)的——具体来说,研究(jiū)人员制造了一个(gè) AI 驱动的虚拟小白鼠来执行多种(zhǒng)复杂的任务。然后,他们再使用神经科学技术来了解(jiě)虚拟小白鼠的“大脑”是如何控制其运动的。
如今(jīn),最(zuì)先进(jìn)的人工智能由人(rén)工神(shén)经网络驱动,而人(rén)工神经网络是一种机器学习算(suàn)法,由被称为“神经元”的(de)组件连接而成。从某种(zhǒng)程度上来(lái)说(shuō),这些“神经(jīng)元”组(zǔ)件受到(dào)了大脑结构(gòu)的启发,尽管它们(men)的(de)运作方式截然不同,但(dàn)越(yuè)来越多的(de)研究人员认为,将两者相提并论,既能提高我们对(duì)神经科学的理解,也能(néng)让人工智能变得(dé)更(gèng)智能。
据了解,基于(yú)上述观点,研究(jiū)人员已经创建了一个(gè) 3D AI 小白鼠的模型,特殊的是,这个模型(xíng)完全(quán)复刻了现实小白鼠的生(shēng)物特征。在虚拟环境中,AI 小白鼠由(yóu)其神(shén)经网络来控(kòng)制。研究(jiū)人员还表明(míng),他们可(kě)以利用神经科(kē)学技术来分(fèn)析生物大脑活动,以了(le)解神经网络如何控制老鼠的运(yùn)动(dòng)。
该研究报告的合(hé)著者、哈佛大(dà)学博士后研究员 Jesse Marshall 表示(shì),通过让研究人员(yuán)用不同程度的虚拟生(shēng)物来测试(shì)不同的神经网络,以观察它们(men)在应对复杂挑战(zhàn)方面的表现。他(tā)说道:
典型的神经科学实验探究的是动物大脑,这些动物只会做一些单一动作,比如(rú)敲击(jī)杠(gàng)杆,而大多(duō)数机器人都(dōu)是为完成特定的任(rèn)务而打(dǎ)造的,比如打扫房(fáng)间。关于模拟小白鼠(shǔ)的研究是我们努力理解大脑如何(hé)实现灵活性的开始,并利用我们获得的有用(yòng)信息来设计具有(yǒu)类似能力(lì)的(de)人工智能体。
这(zhè)个 AI 小(xiǎo)白鼠的肌肉和关节(jiē)特征(zhēng),以(yǐ)及视觉能(néng)力和(hé)本(běn)体感觉全都基于真实老鼠的测量数据。其中,本体感(gǎn)觉是指(zhǐ)反(fǎn)馈系统(tǒng),即告诉(sù)小白鼠自(zì)己的身体部位在哪里,以及这些部(bù)位(wèi)是如(rú)何运动的(de)。
随后(hòu),研究人员(yuán)训练(liàn)了一个神(shén)经(jīng)网络(luò)来指(zhǐ)导 AI 小白鼠(shǔ)完成(chéng)任务(wù),比(bǐ)如跳过沟壑,在(zài)迷宫中觅食,逃离(lí)丘陵(líng)环境,并精确触摸到模拟物体。一旦 AI 小(xiǎo)白鼠能够成功完成任务(wù),研究(jiū)小组就会分析其神经活动的记录,利用(yòng)从神经科学技(jì)术来了(le)解神经(jīng)网络是如何实现运动(dòng)控制的。
由于研究人员已经建(jiàn)立了为(wéi)模拟小白鼠提供动力的人工智能,所以,AI 小白鼠(shǔ)的许多行为是研(yán)究人员意料(liào)之中(zhōng)的。不(bú)过,有趣(qù)的是,在实(shí)验中,神经活动的发生时间似(sì)乎比(bǐ)直接控制肌肉和(hé)肢(zhī)体(tǐ)运动(dòng)的时间要长。
哈佛大学研(yán)究(jiū)生(shēng) 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、跳(tiào)跃、旋转和其他(tā)直观的行为类别(bié)。这(zhè)是(shì)一种先前被认为(wéi)仅存在于动物(wù)身上的认知模型。
DeepMind 的(de)高级研究科学(xué)家 Josh Merel 表示,目前,他们已经(jīng)对 AI 小白(bái)鼠(shǔ)进行了开源,希望其他(tā)研究人员能以(yǐ)此为基础,去进行进(jìn)一(yī)步(bù)的研究。
加拿大(dà)麦吉尔大学(xué)的神经学家 Blake Richards 没有参(cān)与这项研究。他认为,虽然神经网络不具备生理真(zhēn)实性,但(dàn)它(tā)能够捕捉到足够多的神经处理方(fāng)式的重要特征,可以(yǐ)对(duì)神(shén)经活动影响行(háng)为(wéi)的结果做(zuò)出(chū)有用的(de)预测。这种训练神经网络的方法(fǎ),更(gèng)易于收集数据来与真实(shí)的生物数据进行比较。
他补(bǔ)充道,“这些(xiē)虚拟大脑(nǎo)产生的数据或许(xǔ)比动物真实大脑产生的数据更有价值(zhí)。”
加拿(ná)大皇后大学的神经学家 Stephen Scott 表示,虽然人们必(bì)须谨慎对待在(zài)人工神经网(wǎng)络和生物神经网络之间进行过(guò)度(dù)比较,但这种方法可能是探索行为神经(jīng)基础一(yī)种富有成效的方(fāng)式。