看下面這個視頻，一群虛擬生物正在屏幕上四處游走，各顯神通，有的在努力跨越障礙物，還有的在朝著目標拖小球。它們看起來就像沒 “香腸” 做的螃蟹 —— 可能還有點像《阿達家族》里那個叫 “東西”（Thing）的手型生物。但實際上這些 “非動物”（unimals，是 universal animals 的縮寫）可以幫助研究人員開發(fā)用于機器的更具通用性的人工智能。

斯坦福大學的阿格里姆?古普塔（Agrim Gupta）和他的同事們（包括 ImageNet 創(chuàng)始人、斯坦福以人為本研究院聯(lián)合主任李飛飛）運用非動物來探究 AI ，研究過程中有兩個問題經(jīng)常被忽視：其一是智能與身體結構之間的聯(lián)系；其二是如何通過進化與學習實現(xiàn)能力習得。

并未參與此項研究的喬什?邦加德（Josh Bongard）任職于佛蒙特大學，專注研究進化機器人，他表示：“過去幾十年來，我們一直在嘗試更好地理解機器人的身 - 腦關系，這項研究把相關工作向前推進了一大步?！?/p>

古普塔表示，研究人員想在機器中復刻智能，可能會忽視一些東西。在生物學意義上，智能來自思維和身體的共同運作。動物的行為能力和學習能力取決于身體計劃的各個方面，比如肢體的數(shù)量和形態(tài)。以指猴為例，這種狐猴進化出了細長的中指以便于探入洞中找蟲子吃。

通常情況下， AI只關注思維的部分，構建機器來完成不需要身體參與的任務，比如使用語言、識別圖像以及打游戲。但這些有限的功能馬上就會過時。通過把 AI 和適用于特定任務的身體相結合會它們更容易習得一系列新技能。邦加德稱：“這個星球上所有智慧生物都有身體。如果想制造出既聰明又安全的機器的話，賦予它們身體是我們唯一的希望?！?/p>

這種奇異的生物有一個腦袋和多個肢體。該團隊開發(fā)了一種叫做深度進化強化學習（DERL）的技術來測試它們的能力。一開始，研究人員運用強化學習來訓練非動物在虛擬環(huán)境中完成任務，例如在不同的地形上行走或移動物體。

之后，他們會選出表現(xiàn)得最出色的非動物，并向其引入變異規(guī)則。變異后的非動物會被放回此前的虛擬環(huán)境中，再從頭開始學習同樣的任務。這一過程會重復數(shù)百次：進化，學習；再進化，再學習。

視頻｜Embodied Intelligence via Learning and Evolution

這些非動物進行的變異包括添加或移除肢體，以及改變肢體的長度或可動性?？蛇x的身體配置方案數(shù)量驚人：在最多擁有 10 個肢體的情況下，可能的組合方式數(shù)高達 10 的 18 次方。漸漸地，非動物的身體與不同的任務進行了適配。有些非動物進化為通過向前跌倒來在平坦地形上移動；有些進化成了像蜥蜴一樣匍匐前行；還有些為了抓取箱子而進化出了鉗肢。

研究人員也對進化后的非動物應對此前未見過的新任務的能力進行了測試，這種能力是通用智能的一個基本特征。結果顯示，進化環(huán)境更復雜（包括障礙物或不平坦地形）的非動物學習新技能（比如之前是推箱子而現(xiàn)在是滾球）的速度更快。他們還發(fā)現(xiàn)，在并沒有任何選擇壓力的情況下，DERL 會傾向于選擇能更快地進行學習的身體計劃。古普塔表示：“我覺得這非常令人激動，因為它表明身體形式與智能之間的存在很深的關聯(lián)?！?/p>

邦加德說：“我們已經(jīng)了解到，某些特定的身體形式會加快學習的速度。這項研究表明，AI 可用于尋找這類身體?！?邦加德的實驗室已經(jīng)開發(fā)出了用于特定任務的機器人身體，比如用于為腳步涂上類似老繭的涂層以減少磨損和消耗。

古普塔表示，有朝一日，這項技術可以扭轉我們對于建造實體機器人的想法。人們可以用 DERL 來讓適應某項任務的身體自行進化為最優(yōu)形態(tài)然后再把它建造出來，而不是像現(xiàn)在這樣先建造出固定不變的身體然后再訓練它去做特定的任務。

在更廣的尺度上，研究人員對于 AI 的看法正在發(fā)生轉變，古普塔的非動物正是這種轉變的一部分。此前，研究人員會依據(jù)特定任務對 AI 進行訓練，例如下圍棋或者對醫(yī)學影響進行分析，但現(xiàn)在，他們開始把 AI 放進虛擬沙箱 —— 例如 OpenAI 的虛擬捉迷藏競技場 POET 以及 DeepMind 的虛擬活動場 XLand—— 讓其學習如何在不斷變化的開放式訓練環(huán)境中解決多種問題。用這種方式進行訓練的 AI 可以學習到通用技能，而非僅掌握解決單一問題的技巧。

古普塔認為，自由形式的探索將會是次世代 AI 的關鍵。他表示：“我們需要真正的開放式環(huán)境來創(chuàng)造智能?！?/p>

參考：https://www.technologyreview.com/2021/10/19/1037555/weird-virtual-creatures-evolve-bodies-ai-general-intelligence

作者：姜曉鯤      審校：高潭清

原文鏈接：AI生成的虛擬“生物”，居然能進化出身體-麻省理工科技評論APP

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