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    高精度智能線蟲誕生可蠕動前行

    2022-06-14 08:51 來源:環(huán)球網(wǎng) 閱讀數(shù):814

    ◎本報記者 付麗麗

    近日,在2022智源大會開幕式上,北京智源人工智能研究院(以下簡稱智源研究院)發(fā)布了天演團(tuán)隊最新科研成果高精度智能線蟲天寶1.0。畫面中,一條“秀麗隱桿線蟲”(以下簡稱秀麗線蟲)正在蠕動前行,就像真的一樣。這一幕,讓屏幕前的很多觀眾瞪大了眼睛。

    智源研究院生命模擬研究中心負(fù)責(zé)人馬雷介紹,通過計算秀麗線蟲神經(jīng)電動力學(xué)信號,將其傳到肌肉模型,通過肌肉模型不斷地傳導(dǎo)到前面與環(huán)境互動的部分,然后通過線蟲的肌肉和水流環(huán)境的互動,就可以實現(xiàn)蠕動前行。

    “現(xiàn)在,它只是初步表現(xiàn)出類似生物線蟲的趨利(食物)避害(毒物)能力,下一階段將逐步實現(xiàn)拐彎、避障、覓食等復(fù)雜智能行為?!瘪R雷說。

    據(jù)了解,作為一種無毒害、可獨(dú)立生存的最小模式動物,秀麗線蟲結(jié)構(gòu)簡單卻功能完備:僅約1毫米體長、302個神經(jīng)元,卻足以完成感知、逃逸、覓食、交配等一系列通用智能行為。

    這只透明小生物,是科學(xué)研究界的“??汀?,近20年來3次諾貝爾獎都與它有關(guān)。它是“最簡單的生命智能體”,也是通過生物神經(jīng)機(jī)理模擬實現(xiàn)通用人工智能的最小載體。

    2020年10月,《自然》子刊發(fā)表了一篇關(guān)于神經(jīng)元的論文,媒體在報道時使用的標(biāo)題是“19個神經(jīng)元控制了一輛自動駕駛汽車”。

    “這雖然有些夸張,但也反映了生物神經(jīng)元計算的巨大潛力?!瘪R雷說,之所以要做高精度的秀麗線蟲神經(jīng)元模型,是因為生物神經(jīng)元表征生物智能性,精細(xì)化程度越高,意味著智能水平也越高,通過實現(xiàn)更高精度的秀麗線蟲神經(jīng)系統(tǒng),可幫助深挖生物智能更多潛力。

    “從事智能生命的模擬,可以說是一個長遠(yuǎn)但是又充滿希望的工程?!敝悄苎芯吭涸洪L黃鐵軍說。

    目前,高精度秀麗線蟲模型已突破了神經(jīng)系統(tǒng)與肌肉動力學(xué)結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù),有望推動生物神經(jīng)元精細(xì)模擬進(jìn)入新領(lǐng)域?!拔覀兊哪康氖峭ㄟ^構(gòu)建生命智能模型挖掘生物智能機(jī)制機(jī)理,啟發(fā)和探索新一代人工智能?!秉S鐵軍強(qiáng)調(diào)。

    這是目前生物精度最高的仿真秀麗線蟲。馬雷介紹,他和團(tuán)隊已完成了秀麗線蟲全部302個神經(jīng)元及其連接關(guān)系的精細(xì)建模,對其中106個感知和運(yùn)動神經(jīng)元進(jìn)行了高精度建模,整體精細(xì)程度達(dá)到國際最高水平;神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模擬采用多艙室模型,單神經(jīng)元艙室最多2313個,神經(jīng)元生理模擬支持14種離子通道,實現(xiàn)了亞細(xì)胞級別的精細(xì)突觸位點(diǎn)連接。

    “環(huán)境是智能的搖籃。”馬雷說,極致的環(huán)境模擬對于數(shù)字智能生命研究至關(guān)重要。環(huán)境變了,對應(yīng)的生命體的結(jié)構(gòu)、行為、智慧,復(fù)雜程度都大不一樣。

    為此,團(tuán)隊還實現(xiàn)了仿真秀麗線蟲與仿真環(huán)境的全閉環(huán)模擬,訓(xùn)練出由高精度神經(jīng)系統(tǒng)控制的、與環(huán)境實時交互的仿真秀麗線蟲,使其能夠像真實線蟲一樣嗅探并控制身體蠕動到感興趣的目標(biāo)。

    “高精度智能線蟲的誕生,也許只是向生命智能邁出的第一步,卻代表了一種計算智能生命的誕生?!秉S鐵軍說。

    黃鐵軍表示,未來,天演團(tuán)隊還將致力實現(xiàn)多個神經(jīng)系統(tǒng)規(guī)模的生命數(shù)字孿生,從果蠅、斑馬魚、小鼠、直至最高智慧的人類大腦,沿著模式動物的神經(jīng)系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)化路線,把生命模擬的規(guī)模做得越來越大。

    “當(dāng)然,規(guī)模大僅僅是一方面,更重要的是精細(xì),要貼近生物,逼近生物,才能重新認(rèn)識生物智能機(jī)理,打造從生命智能到通用人工智能的可行性路徑,從而對新一代人工智能真正起到支撐作用?!秉S鐵軍說。

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