Системы искусственного интеллекта (ИИ) уже намного опережают нас в определенных областях – например, в игре в Го или обработке огромных массивов данных, – но в других аспектах ИИ все еще сильно отстает от людей, даже всего через несколько месяцев после нашего рождения.
![]()
Фото из открытых источников
Например, даже маленькие дети инстинктивно знают, что один объект, на короткое время проходящий за другим, не должен исчезать и появляться в другом месте. Увидев такое волшебное действо, малыши удивляются.
Но такое простое правило непрерывности, наряду с другими основными физическими законами, не было столь интуитивным для ИИ. Теперь новое исследование представляет ИИ под названием PLATO (Платон), который был вдохновлен исследованиями того, как думают и учатся дети.
PLATO означает обучение физике с помощью автоматического кодирования и отслеживания объектов, и он был обучен с помощью серии закодированных видеороликов, предназначенных для представления тех же базовых знаний, которые дети получают в первые несколько месяцев жизни.
«К счастью для нас, психологи потратили десятилетия на изучение того, что младенцы знают о физическом мире», - говорит нейробиолог Луис Пилото из исследовательской лаборатории искусственного интеллекта DeepMind в Великобритании.
«Расширяя их работу, мы создали и открыли набор данных физических концепций. Этот синтетический набор видеоданных черпает вдохновение из оригинальных экспериментов по развитию для оценки физических концепций в наших моделях».
Есть три ключевых понятия, которые мы все понимаем с самого раннего возраста:
- постоянство (объекты не исчезают внезапно);
- прочность (твердые объекты не могут проходить друг сквозь друга);
- непрерывность (объекты последовательно перемещаются в пространстве и времени).
Набор данных, созданный исследователями, охватывал эти три концепции, а также две дополнительные:
- неизменность (свойства объекта, такие как форма, не меняются);
- направленная инерция (объекты движутся в соответствии с принципами инерции).
Эти концепции были изложены с помощью роликов с шариками, падающими на землю, отскакивающими друг от друга, исчезающими за другими объектами, а затем появляющимися снова, и так далее. Обучив ПЛАТОНА этим видео, следующим шагом было его тестирование.
Когда ИИ показали видеоролики с «невозможными» сценариями, которые противоречили изученной им физике, PLATO выразил удивление: он был достаточно умен, чтобы признать, что произошло нечто странное, нарушающее законы физики.
Это произошло после относительно коротких периодов обучения, в некоторых случаях всего 28 часов. С технической точки зрения, как и в исследованиях младенцев, исследователи искали доказательства сигналов с нарушением ожиданий (VoE), показывающие, что ИИ понимает концепции, которым его учили.
«Наша объектно-ориентированная модель продемонстрировала надежные эффекты VoE во всех пяти концепциях, которые мы изучали, несмотря на то, что мы обучались на видеоданных, в которых не происходили конкретные события зондирования», - пишут исследователи.
Команда провела дальнейшие тесты, на этот раз с использованием объектов, отличных от тех, что были в обучающих данных. Опять же, PLATO продемонстрировал четкое понимание того, что должно и чего не должно происходить, продемонстрировав, что он может учиться и расширять свои базовые знания.
Однако PLATO еще не дорос до уровня трехмесячного ребенка. Меньше удивления у ИИ было, когда ему показывали сценарии, в которых не было никаких объектов, или когда модели тестирования и обучения были похожи.
Более того, видеоролики, на которых обучался PLATO, включали дополнительные данные, помогающие ему распознавать объекты и их движение в трех измерениях.
Похоже, что для получения полной картины все еще требуются некоторые дополнительные знания. Исследование может дать нам лучшее понимание человеческого разума, а также помочь нам создать лучшее представление о нем в ИИ.
«Наша работа по моделированию обеспечивает доказательство концепции, демонстрируя, что по крайней мере некоторые основные понятия в интуитивной физике могут быть приобретены с помощью визуального обучения», - пишут исследователи.
«Хотя исследования у некоторых предсоциальных [рожденных в продвинутом состоянии] видов показывают, что определенные базовые физические концепции могут присутствовать с рождения, у людей данные свидетельствуют о том, что интуитивные физические знания появляются в раннем возрасте, но на них может повлиять визуальный опыт».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Human Behavior.
