Vedci vytvorili AI, ktorá sa zdá, že sa „učí“ základy fyziky ako ľudské dieťa

(Westend61/Getty Images)

Umela inteligencia (AI) systémy sú už v určitých oblastiach ďaleko pred nami –hrať Go, napríklad alebo chrumkanieobrovské súbory údajov– ale v iných aspektoch je AI stále ďaleko za ľudskými bytosťami, dokonca len pár mesiacov po našom narodení.

Napríklad aj malé bábätká inštinktívne vedia, že jeden objekt, ktorý krátko prejde za druhým, by nemal zmiznúť a znova sa objaviť inde. Bábätká, ktoré sú prezentované takýmto magickým aktom, konajú prekvapene.

Ale takéto jednoduché pravidlo kontinuity spolu s ďalšími základnými fyzikálnymi zákonmi nebolo pre AI také intuitívne. Nová štúdia teraz predstavuje AI s názvom PLATO inšpirovanú výskumom o tom, ako sa deti učia.



PLATO znamená učenie fyziky prostredníctvom automatického kódovania a sledovania objektov a bolo trénované prostredníctvom série kódovaných videí navrhnutých tak, aby predstavovali rovnaké základné znalosti, aké majú deti v prvých mesiacoch života.

„Našťastie pre nás vývojoví psychológovia strávili desaťročia štúdiom toho, čo deti vedia o fyzickom svete, a katalogizovaním rôznych zložiek alebo konceptov, ktoré vstupujú do fyzického chápania,“ hovorí neurológ Luis Piloto z výskumného laboratória AI DeepMind vo Veľkej Británii.

„Rozšírením ich práce sme vytvorili a sprístupnili súbor údajov fyzických konceptov. Tento súbor syntetických video údajov sa inšpiruje pôvodnými vývojovými experimentmi na posúdenie fyzikálnych konceptov v našich modeloch.

Existujú tri kľúčové pojmy, ktorým všetci rozumieme už od útleho veku: stálosť (predmety náhle nezmiznú); pevnosť (pevné predmety nemôžu prechádzať cez seba); a kontinuita (objekty sa pohybujú konzistentným spôsobom v priestore a čase).

Súbor údajov zostavený výskumníkmi pokrýval tieto tri koncepty plus dva ďalšie: nemennosť (vlastnosti objektu, ako je tvar, sa nemenia); a smerová zotrvačnosť (objekty sa pohybujú spôsobom, ktorý je v súlade s princípmi zotrvačnosť ).

Tieto koncepty boli prezentované prostredníctvom klipov loptičiek, ktoré padali na zem, odrážali sa od seba, mizli za inými objektmi a potom sa znova objavovali atď. Po natrénovaní PLATO na týchto videách bolo ďalším krokom jeho otestovanie.

Keď umelej inteligencii ukázali videá s „nemožnými“ scenármi, ktoré popierali fyziku, ktorú sa naučila, PLATO vyjadril prekvapenie (alebo jeho ekvivalent AI): bolo dosť inteligentné, aby rozpoznalo, že sa stalo niečo zvláštne, čo porušilo fyzikálne zákony.

Stalo sa to aj po relatívne krátkych tréningových obdobiach, v niektorých prípadoch iba 28 hodín. Technicky povedané, rovnako ako v štúdiách u dojčiat, výskumníci hľadali dôkazy o signáloch narušenia očakávania (VoE), ktoré dokazujú, že AI pochopila koncepty, ktoré sa naučila.

„Náš objektový model vykazoval robustné efekty VoE vo všetkých piatich konceptoch, ktoré sme študovali, napriek tomu, že sme boli vyškolení na video dátach, v ktorých sa špecifické udalosti sondy nevyskytli,“ píšu výskumníci vo svojom publikovaný papier .

Tím vykonal ďalšie testy, tentoraz s použitím objektov odlišných od tých v tréningových údajoch. PLATO opäť preukázalo solídne pochopenie toho, čo by sa malo a nemalo diať, a dokázalo, že sa môže učiť a rozširovať svoje základné školiace znalosti.

PLATO však ešte nie je úplne na úrovni trojmesačného bábätka. Menšie prekvapenie AI bolo, keď sa zobrazili scenáre, ktoré nezahŕňali žiadne objekty, alebo keď boli testovacie a tréningové modely podobné.

A čo viac, videá, na ktorých bol PLATO trénovaný, obsahovali ďalšie údaje, ktoré mu pomohli rozpoznať objekty a ich pohyb v troch rozmeroch.

Zdá sa, že na získanie úplného obrazu sú stále potrebné určité vstavané znalosti – a že otázka „príroda verzus výchova“ je niečo, nad čím sa vývojoví vedci stále zaujímajú u dojčiat. Výskum by nám mohol poskytnúť lepšie pochopenie ľudskej mysle, ako aj pomôcť nám vybudovať jej lepšiu reprezentáciu AI.

'Naša modelová práca poskytuje dôkaz o koncepte, že aspoň niektoré ústredné pojmy v intuitívnej fyzike možno získať vizuálnym učením,' píšu výskumníci .

'Aj keď výskum u niektorých prekociálnych [narodených v pokročilom stave] druhov naznačuje, že určité základné fyzikálne koncepty môžu byť prítomné už od narodenia, údaje u ľudí naznačujú, že intuitívne znalosti fyziky sa objavujú v ranom veku, ale môžu byť ovplyvnené vizuálnou skúsenosťou.'

Výskum bol publikovaný v r Príroda Ľudské správanie .

Poznámka redakcie (13. júla 2022): Náš pôvodný nadpis spôsobil, že nesprávne znel, že AI môže myslieť ako ľudské dieťa, keď tento výskum naučil algoritmus iba jeden aspekt. Aktualizovali sme nadpis a niekoľko odkazov v texte, aby sme jasnejšie rozlíšili vykonanú prácu.

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.