Создан искусственный интеллект, способный мыслить на уровне младенца

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.