网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

李飞飞团队研发深度学习“游乐场”机器人,有望应用于地震救援等极端场景

0
分享至

在生物进化的过程中,动物会随着周围环境的变化而变得越来越聪明。比如,蜘蛛凭借自身独有的优势编织蜘蛛网、海狸通过甩动它们宽阔的尾巴发出预警、乌贼将自身气囊里储存的“墨汁”释放出来躲避危险。

受此启发,斯坦福大学计算机科学系李飞飞教授团队制备出一种深度学习“游乐场”,并首次对“鲍德温效应”进行了验证。即在模拟进化实验中,这种深度学 习系统可以快速地筛选出学习效率更高的形态,使生物在晚年学到的行为,在后代生命的早期实现表达。


图|深度进化强化学习通用框架(来源:Nature Communications)

这些动物通过利用它们在进化中形成的优势学习平时难以完成的任务,其智力表现也显著提高。然而,环境的复杂性、进化形态和智能控制可学习性之间关系的原则仍然难以实现。

相比之下,人工智能主要专注于语言、视觉或游戏等领域的虚拟认知。

该研究成果重点介绍了人工智能深度进化强化学习的“游乐场”(Deep Evolutionary Reinforcement Learning,DERL)计算系统。该系统可以在复杂的环境下学习极具挑战的运动和操作任务,以进化出不同的代理形态[1]。

10月6日,相关论文以《通过进化与学习实现智能》(Embodied intelligence via learning and evolution)为题,发表在 Nature Communications 上。


图|相关论文(来源:Nature Communications)

该论文由美国斯坦福大学计算机科学系教授李飞飞、硕士研究生阿格里姆·古普塔(Agrim Gupta)担任共同通讯作者。


图|李飞飞(来源:资料图)

李飞飞称:“我们平时所说的‘智力’是人脑和神经元的一种功能,将智力视为物理上体现的东西是另一种范式。”

该团队表示:“通过 DERL 计算框架阐明环境的复杂性、进化形态和智能控制可学习性之间的一些原则。”然而,实现该目标的先决条件之一是能够同时在环境、形态和控制这三个复杂轴上做功能扩展。


图|DERL 概述(来源:Nature Communications)

为了解决这一具有挑战性的问题,该团队通过模拟达尔文进化的交织过程来搜索形态,并且设置了一个可以将简单模拟生物(Unimal)放在虚拟空间。然后,随机选取几个样本让 Unimal 在平坦和崎岖的地形上行走,观察从一端到另一端的运动轨迹。

当模拟实验结束后,选择一个 Unimal 让其与别的同等条件下经历过训练的 Unimal 进行竞争,获胜的一方与上一代 Unimal 执行类似动作之前,肢体或关节会产生一次突变。

该团队在对 4000 个不同的模拟生物实验模拟后发现,存活后的 Unimal 发生了多大改变。从生存到进化的过程中,“学与做”并非同步进行,而是在平坦和崎岖的地形中边学边做。


图|多环境下的动力进化(来源:Nature Communications)

在爬行的过程中,这些“角斗士”真正展示了他们前进的勇气,学会在复杂多变地形上行走的 Unimals 比平坦道路的同类更容易学习新任务,并且具有更好的表现状态。


图|进化后的 Unimal 形态(来源:Nature Communications)

在寻求复制和增强生物智能的人工智能领域中,人们更多地关注在非实体化的学习方法,相比之下,具有适应特定环境的形态可以较大程度地简化学习智能行为的流程。

在这项工作中,该团队所制备的深度进化强化学习框架向创建智能体迈进了一步。该框架的优势之一是可以找到不同形态解决方案,DERL 使人类能够在扩展进化环境的复杂性方面取得突破性进展。

但是,该团队并不满足于此,他们后期工作的一个重要方向是在物理现实和多智能体的进化环境方面深入研究。

他们还发现一种代理适应度,数代 Unimal 可以通过“鲍德温效应”在复杂环境中进化,从浅层学习能力迅速转移到基因编码形态。这种“鲍德温式”的智力从表现型到基因型的转移已经被验证,包括语言的出现和人类的模仿。

最后,该团队还展示了形态智力和“鲍德温效应”的基础机制,通过增加被动稳定性和更好的能源效率等有利性状来实现更好的能源效率。


图|形态鲍德温效应、能源效率和稳定性的关系(来源:Nature Communications)

未来,在科学技术获得进一步突破时,更多“智慧式“人工智能机器人或将问世。该类机器人并不局限于目前各大商场、园区和银行等服务机构中简单的问候、导航等功能,而是在核反应等极端军事场景、地震等紧急救援和纳米递送等临床应用中普遍应用。

-End-

参考:

[1] Agrim Gupta, Li Fei-Fei et al. Nature Communications 5721 (2021) https://doi.org/10.1038/s41467-021-25874-z

https://techcrunch.com/2021/10/06/simulated-ai-creatures-demonstrate-how-mind-and-body-evolve-and-succeed-together/

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
太悲惨了!挑战者号航天飞机爆炸时,宇航员其实还活着,还打开了开关

太悲惨了!挑战者号航天飞机爆炸时,宇航员其实还活着,还打开了开关

徐德文科学频道
2021-12-01 00:51:49
我对于印度体会最深的教训是:千万不能以中国人的思维对待印度人

我对于印度体会最深的教训是:千万不能以中国人的思维对待印度人

肥宅视野
2021-11-30 10:46:19
为何女游泳运动员都是飞机场?当她们脱掉泳衣,你就知道真相了

为何女游泳运动员都是飞机场?当她们脱掉泳衣,你就知道真相了

乐活体育圈
2021-11-30 11:07:55
王岳伦官宣离婚后,李湘晒一盘“绿菜”回应,桌上红本本却成焦点

王岳伦官宣离婚后,李湘晒一盘“绿菜”回应,桌上红本本却成焦点

娱乐圈伐木工
2021-11-30 11:57:34
林心如新剧开播3天豆瓣口碑大爆,网友:近年唯一没快进的电视剧

林心如新剧开播3天豆瓣口碑大爆,网友:近年唯一没快进的电视剧

剧精彩
2021-11-29 14:44:02
1.45亿啊!他的赛季报销,让所有人明白詹姆斯拿4118万真的太良心

1.45亿啊!他的赛季报销,让所有人明白詹姆斯拿4118万真的太良心

完美三分球
2021-12-01 00:33:45
大衣哥邻居七问陈亚男,为何婚后半年就要卖掉婚房?真相让人意外

大衣哥邻居七问陈亚男,为何婚后半年就要卖掉婚房?真相让人意外

华子爱吃娱
2021-11-30 18:23:59
一位自称来自2060年的穿越者,吐露今后巨变,并给人类一个忠告!

一位自称来自2060年的穿越者,吐露今后巨变,并给人类一个忠告!

日常的碎碎念
2021-11-30 19:17:19
大冷门!特鲁姆普3-6输球,八零五虎英锦赛全部出局

大冷门!特鲁姆普3-6输球,八零五虎英锦赛全部出局

你不知道的体坛事儿
2021-12-01 01:31:56
从敬佩到公敌,白岩松遮羞布,终被扯下,王朔当年的话真没说错?

从敬佩到公敌,白岩松遮羞布,终被扯下,王朔当年的话真没说错?

内鱼鱼
2021-11-27 13:12:11
儿子跳楼身亡,经济学家宋清辉怒斥学校!深圳教育局:已介入调查

儿子跳楼身亡,经济学家宋清辉怒斥学校!深圳教育局:已介入调查

财经正解局
2021-11-30 17:11:10
凌晨2点,足协做出争议决定,中国足球成大笑话,球迷吐槽声一片

凌晨2点,足协做出争议决定,中国足球成大笑话,球迷吐槽声一片

我爱国足怎么拉
2021-11-30 16:50:41
外媒:初步测试表明再生元新冠中和抗体对奥密克戎变异株失效

外媒:初步测试表明再生元新冠中和抗体对奥密克戎变异株失效

澎湃新闻
2021-11-30 20:19:23
央视点名:某网赚游戏突然停服,导致玩家被套10余万元

央视点名:某网赚游戏突然停服,导致玩家被套10余万元

游戏茶馆
2021-11-30 19:44:00
她把自己拍成烂片女王!出道十年红不了 如今却混成女网红

她把自己拍成烂片女王!出道十年红不了 如今却混成女网红

娱心无愧
2021-11-30 08:03:02
《特种部队蛇眼起源》离下映剩4天,耗资6.3亿拍摄,日票房0.17万

《特种部队蛇眼起源》离下映剩4天,耗资6.3亿拍摄,日票房0.17万

王牌电影院
2021-11-30 18:07:37
晚上10时,美专机降落台湾,蔡英文没料到,解放军已“恭候多时”

晚上10时,美专机降落台湾,蔡英文没料到,解放军已“恭候多时”

海拔新观察
2021-11-28 09:50:10
奇葩!澳大利亚战机失控,飞行员只顾跳伞,飞机无人驾驶安全着陆

奇葩!澳大利亚战机失控,飞行员只顾跳伞,飞机无人驾驶安全着陆

云上综艺事
2021-12-01 00:05:23
四川一官员受贿千万,曾被网友戏称“皮鞋哥”,辩称不懂品牌价格

四川一官员受贿千万,曾被网友戏称“皮鞋哥”,辩称不懂品牌价格

厨房能源
2021-11-30 13:10:30
王岳伦官宣离婚!与李湘今年七月已分手,他祝李湘与新欢白头偕老

王岳伦官宣离婚!与李湘今年七月已分手,他祝李湘与新欢白头偕老

娱人818
2021-11-30 05:53:42
2021-12-01 08:10:44
DeepTech深科技
DeepTech深科技
麻省理工科技评论独家合作
10238文章数 495524关注度
往期回顾 全部

科技要闻

三星Note系列或将停产:曾击败苹果获千万级销量

头条要闻

浙江失联摄影师仍在搜寻中 家人称曾借钱帮他创业

头条要闻

浙江失联摄影师仍在搜寻中 家人称曾借钱帮他创业

体育要闻

西蒙斯和欧文,还能挺多久?

娱乐要闻

感人!凤凰传奇坚持这个分账模式23年

财经要闻

汽车要闻

宝马旗舰高性能SUV首发 搭4.4T V8插混系统

态度原创

家居
房产
亲子
教育
手机

家居要闻

韩国女星家中一盏灯2万 这些小贵网红家居值得买

房产要闻

第三轮集中供地首日双限双定地块率先成交 | 战地一线

亲子要闻

最像真理的教育谎言:孩子,你得吃苦啊!

教育要闻

上海、金华拟出台学科类培训政府指导价,1V1培训每课时70元

手机要闻

雷军确定出席骁龙峰会,小米12有望拿下首批骁龙8 Gen1