Pelan kehidupan digital di bumi pengembaraan telah dilancarkan? DeepMind mencipta lalat buah dalam komputer, netizen: Bolehkah ia mencipta manusia?

"Soalan Tu Hengyu, fahami Tu Hengyu, dan jadi Tu Hengyu."

Dalam "The Wandering Earth 2", Tu Hengyu Andy Lau ialah watak yang mengagumkan. Untuk membiarkan anak perempuannya yang meninggal dunia dalam kemalangan kereta mempunyai "kehidupan yang lengkap", dia mengabaikan larangan dunia manusia terhadap "Projek Kehidupan Digital" dan telah diam-diam bekerja sendiri untuk memperbaiki struktur kehidupan digital, dan akhirnya memutuskan untuk secara terbuka melanggar peraturan dan memuat naik data anak perempuannya ke komputer kuantum, dan kemudiannya dipenjarakan kerananya. 2 Peta kehidupan digital dalam filem "Wandering Earth 2".

Selepas filem itu ditayangkan, topik "kehidupan digital" telah banyak dibincangkan.

Baru-baru ini, topik ini kembali dibangkitkan kerana ramai orang yang kehilangan saudara mara dan rakan-rakan cuba menggunakan teknologi AI untuk "menghidupkan semula" si mati dan menghasilkan beberapa siri video maya yang mengandungi imej si mati. Komen "Soalan Tu Hengyu, fahami Tu Hengyu, dan jadi Tu Hengyu" telah disukai berpuluh ribu kali.

Walau bagaimanapun, kebanyakan video ini tidak interaktif. Mengikut teknologi semasa, walaupun fungsi interaktif disediakan, orang pada skrin akan kelihatan palsu kerana mereka melanggar beberapa gerak hati fizikal. Lagipun, memahami dunia fizikal dan bergerak dan berfikir mengikut undang-undang dunia fizikal masih menjadi masalah yang tidak dapat diselesaikan Malah model generasi video Sora yang popular baru-baru ini dianggap tidak dapat melakukan ini.

Apatah lagi, "kehidupan digital" yang benar-benar boleh menyerupai perkara sebenar dianggap mempunyai kesedaran autonomi. Tiada konsensus dalam komuniti saintifik tentang apakah kesedaran itu dan bagaimana ia dibina. Oleh itu, "kehidupan digital" sebenar sebenarnya masih jauh dari kita.

Walau bagaimanapun, saintis kecerdasan buatan dan saintis saraf bergabung tenaga untuk bekerja ke arah ini.

Neurosains + Kecerdasan Buatan: Cipta lalat buah yang realistik dalam komputer

Ini adalah lalat buah maya yang dibangunkan bersama oleh Google DeepMind dan Taman Penyelidikan Janelia di Amerika Syarikat (institusi penyelidikan neurosains yang ditubuhkan oleh Institut Perubatan Howard Hughes Ia boleh berjalan dan terbang seperti lalat buah sebenar).

^{Video ini menunjukkan bahawa lalat buah maya menghasilkan semula gerakan penerbangan lalat buah sebenar (berpusing spontan), melaksanakan arahan untuk berjalan pada kelajuan 2 cm/saat sambil membelok ke kiri dan kanan. Model ini juga meniru trajektori berjalan lalat buah sebenar, termasuk berjalan pada kelajuan berbeza, berpusing dan berhenti sebentar.}

Pada masa yang sama, ia juga merupakan simulasi lalat buah yang paling realistik setakat ini, menggabungkan model tepat anatomi baharu, simulator fizik pantas dan rangkaian saraf tiruan yang dilatih mengenai tingkah laku lalat buah untuk meniru tingkah laku aksi lalat buah yang sebenar.

Selain berjalan dan terbang pada trajektori yang kompleks, lalat buah maya juga boleh mengawal dan membimbing penerbangannya dengan matanya.

"Anda mengambil data lalat buah sebenar - cara mereka terbang, cara mereka berjalan - melatih rangkaian untuk meniru tindakan ini, dan kemudian biarkan rangkaian terlatih ini mengawal lalat buah dan memberitahu lalat buah bagaimana untuk Bergerak," kata Roman Vaxenburg, seorang penyelidik pembelajaran mesin di makmal Janelia Turaga yang mengetuai projek itu. “Ia seperti otak kecil yang mengawal pergerakan lalat,” katanya.

Model baharu ialah lelaran pertama lalat buah maya pasukan, dan mereka merancang untuk menjadikannya lebih realistik menggunakan lebih banyak ciri anatomi dan deria serta rangkaian saraf sebenar. Ia juga merupakan yang pertama dalam siri model haiwan realistik yang mereka harap dapat dicapai. Mereka dan penyelidik lain kini boleh memanfaatkan rangka kerja sumber terbuka biasa ini untuk membangunkan model ini.

Model ini boleh membantu saintis memahami dengan lebih lengkap cara sistem saraf, badan dan persekitaran bekerjasama untuk mengawal tingkah laku. Penyelidik telah meneroka soalan-soalan ini di makmal dengan haiwan sebenar selama beberapa dekad, dan model maya seperti hidup akan membolehkan saintis memahami bagaimana semua komponen ini disambungkan antara satu sama lain, dan faktor yang tidak boleh diukur dalam makmal - seperti Bagaimana daya dikenakan pada badan semasa penerbangan mempengaruhi tingkah laku.

"Mensimulasikan badan boleh memberitahu anda bagaimana arahan daripada sistem saraf diterjemahkan ke dalam pergerakan dan tingkah laku, dan 'bagaimana' ini mempunyai kaitan dengan bentuk badan dan fizik bagaimana badan berinteraksi dengan dunia. ," projek "Semua ini diprogramkan ke dalam simulasi fizik ini," kata Srinivas Turaga, saintis kanan dan ketua pasukan Janelia.

^{Video ini menunjukkan model lalat buah melaksanakan arahan penerbangan terus pada ketinggian tetap pada kelajuan 30 sm/s Model lalat buah kemudian menghasilkan semula pergerakan penerbangan lalat buah sebenar: mengelakkan ancaman yang dilihat dan secara spontan Pusing. Apa yang ditunjukkan seterusnya ialah model lalat buah melaksanakan arahan berjalan pada kelajuan 2 cm/s sambil membelok ke kiri dan ke kanan Kemudian model lalat buah mensimulasikan trajektori berjalan lalat buah sebenar, termasuk berjalan pada kelajuan yang berbeza, berpusing dan berhenti sebentar.}

Model baharu dibina berdasarkan kerja terdahulu yang mensimulasikan tingkah laku lalat buah, termasuk "Lalat Bersatu Besar" yang menggunakan badan lalat yang dipermudahkan dan sistem kawalan manual untuk mensimulasikan penerbangan. NeuroMechFly yang dilancarkan baru-baru ini menggunakan model badan yang realistik dan sistem kawalan manual dengan komponen pembelajaran untuk mensimulasikan berjalan.

Dalam kajian baharu itu, penyelidik Janelia dan saintis DeepMind, diketuai oleh saintis penyelidikan kanan Yuval Tassa dan Josh Merel, berusaha untuk memperbaiki anatomi, biomekanik, fizik dan tingkah laku maklumat model lalat buah untuk mencipta lebih realistik. Simulasi Drosophila mampu melakukan pelbagai tingkah laku. Kerja ini adalah salah satu daripada beberapa kerjasama antara Janelia dan DeepMind, yang memanfaatkan kepakaran masing-masing dalam neurosains dan kecerdasan buatan untuk bersama-sama menyelesaikan masalah saintifik.

Matthew Botvinick, pengarah kanan penyelidikan di DeepMind, berkata: "Walaupun secara amnya diakui bahawa pemahaman fungsi otak bergantung pada pemahaman badan dan interaksinya dengan objek fizikal lain, penyelidikan neurosains pengiraan jarang berusaha untuk melakukan ini pada keadaan sedemikian. peringkat global. Dalam proses percambahan fikiran dengan Srini dan ahli pasukan ini yang lain, kami menyedari terdapat peluang yang menarik untuk menyatukan semua bahagian dalam konteks penyelidikan Drosophila."

Pada masa akan datang akan ada tikus maya, ikan zebra maya, maya...

Keseluruhan proses penciptaan lalat buah boleh diringkaskan sebagai:

penyelidikan semua, Janerst

pakar Igor Siwanowicz menggunakan Mikroskop yang menggambarkan pelbagai bahagian lalat buah betina dewasa, dan perisian komputer digunakan untuk membina model maya in vitro tepat secara anatomi lalat itu, termasuk pergerakan sendi dan pelengkap lalat itu.

Penyelidik DeepMind — termasuk Tassa, Merel, dan jurutera penyelidik Guido Novati — menukar model maya ini kepada kod dan memasukkannya ke dalam simulator MuJoCo, reka bentuk sumber terbuka pantas untuk robotik dan simulator Fizik biomekanik. Alat ini membolehkan penyelidik meniru secara maya cara objek di dunia nyata bergerak dan berinteraksi.

Untuk menyokong model lalat buah, para penyelidik membuat peningkatan ketara pada simulator, termasuk penggerak lekatan untuk mensimulasikan daya yang dihasilkan apabila kaki serangga mencengkam permukaan. Pasukan itu juga meminta Novati untuk mereka bentuk model hidrodinamik baharu untuk menggambarkan daya yang dialami oleh lalat buah semasa mereka terbang di udara. Model itu boleh menyokong pelbagai tingkah laku aerodinamik, termasuk melebarkan sayap, kata Tassa, pengarang kanan projek itu. Di sini, mereka menggunakan pembelajaran peneguhan hujung ke hujung.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     ^{Simulasi penerbangan.}

^{Simulasi berjalan.}

^{Misi Penerbangan Visual: Kawalan Ketinggian dan Penghindaran Halangan. . tingkah laku lalat buah sebenar dengan memberi maklumat video rangkaian yang dirakam oleh pakar dalam tingkah laku lalat buah, termasuk ketua kumpulan kanan Janelia Kristin Branson dan Michael Reiser, dan penyelidik HHMI Gwyneth Card dan profesor Caltech Michael Dickinson.}

Vaxenburg berkata: “Matlamat kami adalah untuk meningkatkan kesetiaan, yang dicapai dengan bekerja pada dua aspek: satu adalah untuk meningkatkan penangkapan butiran anatomi, iaitu, struktur lalat buah; tingkah laku, iaitu, Tindakan dan tindak balas lalat."

^{Gambar di atas menunjukkan struktur badan dan darjah kebebasan model lalat buah. Model Drosophila terdiri daripada 67 bahagian badan yang disambungkan oleh 66 sendi, bersamaan dengan 102 darjah kebebasan. Rajah menunjukkan satu jujukan di mana semua darjah kebebasan bergerak dalam cara sinusoidal.}

Model baharu ini hanyalah permulaan. Seterusnya, pasukan berharap dapat menggabungkan bahagian lain anatomi lalat, seperti otot dan tendon, serta sistem deria realistik ke dalam serangga maya untuk mencipta model lalat yang lebih realistik. Mereka juga berharap dapat menggunakan rangkaian saraf sebenar, seperti penyambung kord saraf ventral Drosophila, untuk menggerakkan model.

Sekarang pasukan penyelidik telah menunjukkan bahawa mereka boleh mencipta jenis model maya yang realistik ini, pada masa hadapan, mereka juga ingin mencipta tikus maya dan ikan zebra, dua organisma yang dikaji secara meluas oleh ahli sains saraf. Proses yang mereka gunakan untuk mencipta lalat buah maya juga tersedia secara percuma kepada penyelidik di seluruh dunia, membolehkan orang lain mencipta model realistik mereka sendiri.

Turaga berkata: "Kami telah menunjukkan cara untuk melakukan ini, dan kami boleh melakukannya sekali lagi untuk organisma lain

Pada masa ini, kertas mengenai hasil penyelidikan ini telah diterbitkan di bioRxiv . Penulis menulis dalam abstrak kertas itu, "Tubuh haiwan menentukan bagaimana sistem saraf menjana tingkah laku. Oleh itu, pemodelan terperinci kawalan saraf tingkah laku sensorimotor memerlukan model badan terperinci untuk tujuan ini." badan dalam enjin fizik MuJoCo Model biomekanikal seluruh badan Drosophila melanogaster yang terperinci secara anatomi, iaitu Drosophila maya yang kami perkenalkan sebelum ini.

Pautan kertas: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.11.584515v1

Di media sosial, banyak orang yang menyoalnya berkembang? Orang lain bertanya: Bolehkah mereka juga membuat model yang menyerupai manusia?

Netizen ini malah memberikan idea penyelidikan baharu:

Ini semua kelihatan sangat menjanjikan.

Walau bagaimanapun, mengetepikan persatuan yang jauh ini, penyelidikan lalat buah ini juga mempunyai kepentingan yang besar kepada penyelidikan penjagaan kesihatan semasa, dan boleh membantu penyelidikan dalam pelbagai bidang daripada penemuan ubat kepada pemodelan penyakit.

^{Pautan rujukan: https://www.janelia.org/news/artificial-intelligence-brings-a-virtual-fly-to-life}

Atas ialah kandungan terperinci Pelan kehidupan digital di bumi pengembaraan telah dilancarkan? DeepMind mencipta lalat buah dalam komputer, netizen: Bolehkah ia mencipta manusia?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!