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对话智源研究院院长黄铁军:通用人工智能是一个不断逼近的过程

摘要: 新浪科技讯 6月3日下午消息,作为自然界中被研究得最为透彻的模式动物,拥有302个神经元的秀丽线虫,是当前科学界广受关注同时...

  新浪科技讯 6月3日下午消息,作为自然界中被研究得最为透彻的模式动物,拥有302个神经元的秀丽线虫,是当前科学界广受关注同时取得多项研究成果突破的生物。在2002年、2006年和2008年的三项诺贝尔奖中,获奖者们取得的成果均基于秀丽线虫实验完成。

  近日,在2022智源大会上,北京智源人工智能研究院天演团队发布了高精度生物仿真秀丽线虫“天宝1.0”(MetaWorm)。实现了全部302个神经元及连接关系的精细建模,神经元结构模拟采用多舱室模型,单神经元舱室最多2313个,全身具有96块肌肉+3341个力学计算单元,目前已具备嗅探并蠕动至兴趣目标等能力……

  在与新浪科技等媒体采访中,北京智源人工智能研究院院长黄铁军表示,“生物的脑模拟或者说生物脑的精细模拟,是启发新一代人工智能的重要路线。高精度智能线虫的诞生,是从生命智能迈向智能生命的关键一步。”据他介绍,在把线虫的生命体模拟做起来后,智源将沿着模式动物的轨道,把生命模拟的规模做得越来越多。

  “线虫模拟”是探索通用AI的最小载体

  在此前的发言中,黄铁军曾指出,面向2030新一代人工智能的主要技术路线,主要有三条:第一,基于大数据和深度学习算法实现的人工智能技术路线;第二,通过强化学习在虚拟环境不断训练,得出的具身智能路线;第三,通过模拟生物神经系统和生物智能,最终实现智能生命技术路线。

  三种技术路线中,第一种需要大量的数据与算力;第二种目前采用的最多,但同样也需要大量的算力;第三条虽然看起来最难,但由于借鉴了亿万年生物进化得来的生物智能,却被认为是实现通用人工智能最低能耗的方式,而智源此次发布的“天宝1.0”,正式基于这一模式研发的。

  早在上世纪80年代,相关科学研究就成功绘制出了秀丽线虫神经元(302个)的连接关系,本世纪初,如何在数字空间重构“数字孪生线虫”的梦想已经展开,但至今二十多年过去了,相关研究仍然没有实质性突破。

  “天宝1.0”发布意味着什么?在黄铁军看来,秀丽线虫结构简单却功能完备——仅约1mm体长、302个神经元,是在地球亿万年进化过程中生存下来的,“通过生物神经机理模拟(线虫模拟)是实现通用人工智能的最小载体,这本身就是一个强大的智能体,向它学习对发展人工智能会产生很大的帮助。”

  在黄铁军看来,这三条路线实际上是相关的,某种意义上互补,不是说谁替代谁。比如大模型和生命模拟是两条路线,短期之内没有什么关系,但长远来说,可能会有汇聚。

  “目前除了这三条路线外,还没有看到其他可以更快更好实现通用人工智能的方法。”黄铁军表示。

  从“生物智能”迈向“智能生物”

  据黄铁军介绍,此次发布的“天宝1.0”,已经基于线虫的302个神经元模拟,实现了仿真秀丽线虫与仿真环境的全闭环模拟,训练出由高精度神经系统控制的、与环境实时交互的秀丽线虫,能够像真实线虫一样嗅探并控制身体蠕动到感兴趣的目标。

  “下一步,我们将实现诸如动力、拐弯、避障、觅食等更加复杂的智能行为。”黄铁军表示。

  而再往后,比线虫神经元更为复杂的生物还有果蝇、斑马鱼、小鼠以及人脑等,神经元数量也从数百、数万到上亿乃至逾百亿。不同模式生物的神经元之间的连接关系和结构研究,也均有不同程度进展,这也正为类脑智能的发展打下新的基础。

  “从广义上来看,所有生命的智能都可以说是通用智能,动物具有适应环境的通用能力,线虫拥有的智能也是通用智能。虽然跟人类智能相比他们的通用性仍有差距,但相比于最早期人类发明创造的工具往往只是有一种功能,他们已经具有很强的通用性了。”黄铁生表示。

  “计算机中智能生命的诞生,也可以看作是从生命智能迈向智能生命的关键一步。”对于“天宝1.0”的发布,王铁军如此表示。“我不太赞同大家把通用人工智能看作是一个高高在上的做法。”在黄铁军看来,通用人工智能是一个不断逼近的过程。

  构建一个智能生命体需要三步

  据黄铁军介绍,想要构建一个智能生命体,往往需要经历三个步骤。

  首先,需要做生物结构的解析,只有了解生命的工作过程,知道神经元信号加工的结构和过程,才能为智能生命的模拟打下基础。其次,需要将这样的生物神经网络在数字空间建模出来,成为数字空间可复现的数字生命。最后,还需要通过光电器件、芯片以及新材料等硬件工具,把生物神经网络及其功能具象化,这样才能让智能生命最终在人工智能的应用中发挥作用。

  据黄铁军介绍,为通过对于生物智能的模拟和研究,有效启发并推动新一代人工智能发展,目前智源已经专门组建了生命模拟研究中心,从事智能生命的模拟。同时还启动了人工智能认知神经基础的重大研究方向。

  在多位学者共同努力下建设了智源生物智能开源开放平台,集成了很多对人工智能认知、神经、研究相关的数据、软件工具、模型、算法以及高级认知智能。此外,为了获取对于生物数据多尺度、多精度、多模态等多认知任务,智源还将自己做出来的数据进行了开放,同时提供了BrainPy和DNNBrain等开源软件工具,以及大量的类脑模型算法。

  据黄铁军介绍,在把线虫的生命体模拟做起来后,智源将沿着模式动物的轨道,把生命模拟的规模做得越来越多。(文猛)

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