科学家正试图创造人工智能“梦想”

2024-03-13 807

据德国《明镜周刊》杂志1月XNUMX日报道，意大利计算机科学家西蒙娜·帕拉佐的人工智能（AI）有时会“梦见”奇怪的事情。它的梦想可能包括一辆豹猫图案的卡车和一辆狗头玩具车，或者一张座垫上放着一杯超大杯黑啤酒的躺椅。帕拉佐偶尔会让他的人工智能进入睡眠模式，因为他希望它能学得更彻底。

睡眠对人类生存至关重要。当大脑进入睡眠状态时，它会无意识地巩固前几个小时获得的知识和经验，并对信息进行分类，将重要的细节转化为长期记忆。有人假设梦有助于储存经验。然而，研究人员仍然无法解释梦的确切功能。

与人类不同，人工智能的人工神经网络永远不会疲劳，不需要休息或睡眠。然而，他们有记忆缺陷：在学习新任务后，他们经常忘记以前学过的能力。帕拉佐说：“我们首先用狗和豹子的图像训练模型，然后向它展示熊猫和长颈鹿的图像，它可能会突然无法区分狗和豹子。”专家称这种情况为“灾难性遗忘”。

Palazzo 和他来自卡塔尼亚大学的同事 Concetto Spampinato 正在开发用于医疗应用的人工智能模型。他们训练这些模型来分析牙齿的 X 射线或根据图像诊断各种皮肤疾病。 “灾难性遗忘”是他们面临的一个问题：如果人工智能在学习新的临床图像时忘记了以前的图像，那么对任何人都没有帮助。睡眠研究的结果也可以用来改进机器吗？

在他们的实验中，帕拉佐和斯潘皮纳托模拟了清醒和睡眠阶段。首先，该模型像常规人工智能一样在清醒状态下进行训练：研究人员将鹦鹉或青蛙的图像输入神经网络。随后，神经网络连接人工神经元并学会识别图像。这样，当它看到其他包含鹦鹉或青蛙的图像时，它就可以自信地识别它们。

第二步，研究人员通过计算机命令让系统进入类似睡眠的状态。他们不再向它显示新图像，而只显示它以前见过的图像。这个重复的过程看起来就像机器从内存中检索图像一样。 Palazzo表示，这种方法可以强化神经网络中已经学到的知识。

最后，在梦境模式下，神经网络会看到一些混合图像，例如沙发和啤酒杯，或者豹猫和卡车。帕拉佐希望这将使系统做好接受新知识的准备。为了实现这一目标，他让神经网络长时间处于类睡眠状态：总体而言，睡眠阶段的持续时间约为清醒阶段的 50 倍。

人们一直想按照自己的形象创造机器。帕拉佐还主张忠实地再现人脑的功能。然而，这种方法在计算机科学家中存在争议。英国人工智能专家安德鲁·罗戈斯基在《新科学家》杂志上撰文称，人脑是数百万年进化的结果，因此代表了性能和能耗之间的生物学折衷。

Palazzo 的人工智能是否真的在“睡觉”和“做梦”可能仍有争议。正如帕拉佐本人所承认的那样，他的模型的神经网络无法像人类一样学习，也无法自行生成梦境图像；相反，它们是由意大利研究人员在人工智能驱动的图像生成器中创建的。

意大利研究小组近日公布了睡眠实验的初步结果。独立专家目前正在审查结果。根据模型的不同，在睡眠-觉醒周期中训练的 AI 网络可以将图像识别准确率提高高达 12%。 “灾难性遗忘”的频率也相应减少。帕拉佐称其为“重大改进”。

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