Ученые впервые обучили ИИ мыслить на уровне новорожденного ребенка
Системы искусственного интеллекта (ИИ) уже намного опережают нас в определенных областях — например, играя в го или обрабатывая огромные наборы данных. Однако в других аспектах ИИ все еще далеко позади людей, даже если речь идет об уровне мышления новорожденного.
Например, даже маленькие дети инстинктивно знают, что один объект, ненадолго проходящий позади другого, не должен исчезать и снова появляться в другом месте. Увидев такое волшебное действие, дети весьма удивляются.
Но такое простое правило непрерывности, наряду с другими основными физическими законами, не было столь интуитивно понятным для ИИ. Новое исследование посвящено алгоритму под названием PLATO, который может думать так же, как человеческий ребенок.
PLATO был обучен с помощью серии закодированных видеороликов, предназначенных для представления тех же базовых знаний, которые младенцы получают в первые несколько месяцев жизни. «К счастью для нас, специалисты по психологии развития потратили десятилетия на изучение того, что младенцы знают о физическом мире, и каталогизацию различных ингредиентов или концепций, которые входят в физическое понимание», — рассказал нейробиолог Луис Пилото из исследовательской лаборатории искусственного интеллекта DeepMind в Великобритании.
«Расширяя их работу, мы создали и открыли набор данных о физических концепциях. Этот синтетический набор видеоданных черпает вдохновение из оригинальных экспериментов по разработке для оценки физических концепций в наших моделях».
Есть три ключевых понятия, которые мы все понимаем с самого раннего возраста: постоянство (объекты не исчезают внезапно); твердость (твердые объекты не могут проходить друг сквозь друга); и непрерывность (объекты последовательно перемещаются в пространстве и времени).
Набор данных, созданный исследователями, охватывал эти три понятия, а также два дополнительных: неизменяемость (свойства объекта, такие как форма, не меняются); и направленная инерция (объекты движутся в соответствии с принципами инерции).
Эти концепции были переданы через видеоролики с мячами, падающими на землю, отскакивающими друг от друга, исчезающими за другими объектами и затем вновь появляющимися, и так далее. Обучив PLATO на этих видео, следующим шагом было его тестирование.
Когда ИИ показали видеоролики с «невозможными» сценариями, противоречащими изученной им физике, PLATO выразил удивление (или его эквивалент ИИ): он был достаточно умен, чтобы понять, что произошло что-то странное, нарушающее законы физики.
Это произошло и после относительно коротких периодов обучения, в некоторых случаях всего 28 часов. С технической точки зрения, точно так же, как и в исследованиях младенцев, исследователи искали доказательства сигналов нарушения ожиданий (VoE), показывающие, что ИИ понимал концепции, которым его учили.
«Наша объектно-ориентированная модель продемонстрировала устойчивые эффекты VoE во всех пяти изученных нами концепциях, несмотря на то, что она была обучена на видеоданных, в которых конкретные события зондирования не происходили», — пишут исследователи в своей статье.
Команда провела дополнительные 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 не должно происходить, продемонстрировав, что он может учиться и расширять свои базовые учебные знания.
Однако PLATO еще не совсем соответствует уровню трехмесячного ребенка. ИИ меньше удивлялся, когда ему показывали сценарии без каких-либо объектов или когда модели тестирования и обучения были похожи. Более того, видео, на которых PLATO обучался, включало дополнительные данные, помогающие ему распознавать объекты и их движение в трех измерениях.
Кажется, что некоторые врожденные необходимы, чтобы получить полную картину мира — об этом вопросе психологи и поведенческие биологи спорят до сих пор. Таким образом, работа с новым ИИ может не только продвинуть технологии машинного обучения, но и подсказать ученым тонкости психологии новорожденных и особенности того, как они изучают мир вокруг.
