科學(xué)家們正嘗試解決人與機(jī)器之間的差距問題。英國《自然·人類行為》上發(fā)表的一項(xiàng)研究指出，一個(gè)人工智能(AI)系統(tǒng)能以類似嬰兒的方式學(xué)習(xí)物理世界的基本常識(shí)性規(guī)則。
“直觀物理學(xué)”是體現(xiàn)智力的基礎(chǔ)，使人們能夠與物理世界進(jìn)行真實(shí)的接觸，這也是人類所謂“常識(shí)”的關(guān)鍵組成部分。人類在這方面具有先天優(yōu)勢，即使年幼的嬰兒也懂得“直觀物理”，即世界運(yùn)作的常識(shí)性規(guī)則。只有5個(gè)月大的嬰兒在看到了不符合物理規(guī)律的場景也會(huì)感到驚訝，比如玩具突然不見了。然而，再厲害的AI系統(tǒng)在對(duì)“直觀物理”的理解上也相形見絀——長久以來，讓機(jī)器學(xué)習(xí)算法來學(xué)習(xí)“直觀物理”非常困難，盡管這些系統(tǒng)已經(jīng)在許多其他任務(wù)上表現(xiàn)出超越人類的能力，如學(xué)習(xí)識(shí)別不同的物體。
此次，英國“深度思維”(DeepMind)公司的路易斯·派洛特及其同事報(bào)告了一個(gè)能學(xué)習(xí)直觀物理的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，名為PLATO。PLATO包含的系統(tǒng)受到嬰兒如何學(xué)習(xí)的啟發(fā)。尤其值得一提的是，PLATO遵循這樣一種理論，即認(rèn)為物體在人類周圍物理世界的表現(xiàn)和預(yù)測中扮演核心角色。
研究團(tuán)隊(duì)通過給PLATO觀看許多描繪簡單場景的視頻來訓(xùn)練它，比如球落到地上，球滾到其他物體后面又再次出現(xiàn)，很多球之間彈來彈去。訓(xùn)練之后，研究人員給PLATO觀看了有時(shí)包含不可能場景的視頻，以此作為測試。和年幼的小孩一樣，PLATO在看到“不可能場景”時(shí)表現(xiàn)出了“驚訝”，比如物體互相穿過卻沒有發(fā)生相互作用。PLATO只觀看了28小時(shí)的視頻就獲得了以上學(xué)習(xí)效果。
這些結(jié)果對(duì)AI和人類認(rèn)知研究皆有重大影響。研究團(tuán)隊(duì)表示，這一模型可以學(xué)習(xí)各種物理概念，且體現(xiàn)出與發(fā)展心理學(xué)的發(fā)現(xiàn)一致的特點(diǎn)，而PLATO可以作為研究人類如何學(xué)習(xí)直觀物理的一個(gè)有力工具，同時(shí)也表明了物體表征對(duì)于人類理解周圍世界具有重要作用。
關(guān)鍵詞： 人工智能以嬰兒方式學(xué)習(xí)直觀物理 機(jī)器學(xué)習(xí)算法 物理概念 物理規(guī)律
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