科學家正試圖創造人工智慧“夢想”

2024-03-13 807

根據德國《明鏡周刊》雜誌1月XNUMX日報道，義大利電腦科學家西蒙娜·帕拉佐的人工智慧（AI）有時會「夢見」奇怪的事情。它的夢想可能包括一輛豹貓圖案的卡車和一輛狗頭玩具車，或是一張座墊上放著一杯超大杯黑啤酒的躺椅。帕拉佐偶爾會讓他的人工智慧進入睡眠模式，因為他希望它能學得更徹底。

睡眠對人類生存至關重要。當大腦進入睡眠狀態時，它會無意識地鞏固前幾個小時獲得的知識和經驗，並對資訊進行分類，將重要的細節轉化為長期記憶。有人假設夢有助於儲存經驗。然而，研究人員仍然無法解釋夢的確切功能。

與人類不同，人工智慧的人工神經網路永遠不會疲勞，不需要休息或睡眠。然而，他們有記憶缺陷：在學習新任務後，他們經常忘記以前學過的能力。帕拉佐說：“我們首先用狗和豹子的圖像訓練模型，然後向它展示熊貓和長頸鹿的圖像，它可能會突然無法區分狗和豹子。”專家稱這種情況為「災難性遺忘」。

Palazzo 和他來自卡塔尼亞大學的同事 Concetto Spampinato 正在開發用於醫療應用的人工智慧模型。他們訓練這些模型來分析牙齒的 X 光或根據影像診斷各種皮膚疾病。「災難性遺忘」是他們面臨的一個問題：如果人工智慧在學習新的臨床影像時忘記了先前的影像，那麼對任何人都沒有幫助。睡眠研究的結果也可以用來改進機器嗎？

在他們的實驗中，帕拉佐和斯潘皮納托模擬了清醒和睡眠階段。首先，該模型像常規人工智慧一樣在清醒狀態下進行訓練：研究人員將鸚鵡或青蛙的圖像輸入神經網路。隨後，神經網路連接人工神經元並學會辨識影像。這樣，當它看到其他包含鸚鵡或青蛙的圖像時，它就可以自信地識別它們。

第二步，研究人員透過電腦指令讓系統進入類似睡眠的狀態。他們不再向它顯示新圖像，而只顯示它以前見過的圖像。這個重複的過程看起來就像機器從記憶體中檢索影像一樣。 Palazzo表示，這種方法可以強化神經網路中已經學到的知識。

最後，在夢境模式下，神經網路會看到一些混合圖像，例如沙發和啤酒杯，或豹貓和卡車。帕拉佐希望這將使系統做好接受新知識的準備。為了實現這一目標，他讓神經網路長時間處於類睡眠狀態：整體而言，睡眠階段的持續時間約為清醒階段的 50 倍。

人們一直想按照自己的形象創造機器。帕拉佐也主張忠實再現人腦的功能。然而，這種方法在計算機科學家中存在爭議。英國人工智慧專家安德魯·羅戈斯基在《新科學家》雜誌上撰文稱，人腦是數百萬年進化的結果，因此代表了性能和能耗之間的生物學折衷。

Palazzo 的人工智慧是否真的在「睡覺」和「做夢」可能仍有爭議。正如帕拉佐本人所承認的那樣，他的模型的神經網路無法像人類一樣學習，也無法自行生成夢境圖像；相反，它們是由義大利研究人員在人工智慧驅動的圖像生成器中創建的。

義大利研究小組近日公佈了睡眠實驗的初步結果。獨立專家目前正在審查結果。根據模型的不同，在睡眠-覺醒週期中訓練的 AI 網路可以將影像辨識準確率提高高達 12%。「災難性遺忘」的頻率也相應減少。帕拉佐稱其為“重大改進”。

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