Ученые создали искусственный интеллект, который может думать как человеческий ребенок

Системы искусственного интеллекта (ИИ) уже намного опережают нас в некоторых областях - например, в игре Го или обработке огромных массивов данных, - но в других аспектах ИИ все еще сильно отстает от человека, даже спустя несколько месяцев после нашего рождения.

Например, даже маленькие дети инстинктивно знают, что один объект, ненадолго проходящий позади другого, не должен исчезать и появляться вновь в другом месте. Представляя себе такое волшебное действие, младенцы ведут себя удивленно.

Но такое простое правило непрерывности, наряду с другими основными физическими законами, не было столь интуитивно понятным для искусственного интеллекта. Теперь в новом исследовании представлен ИИ под названием PLATO, который был вдохновлен исследованиями о том, как учатся младенцы - и может думать так же, как человеческий ребенок.

PLATO расшифровывается как Physics Learning through Auto-encoding and Tracking Objects, и он был обучен с помощью серии закодированных видеороликов, созданных для представления тех же базовых знаний, которые получают младенцы в первые месяцы жизни.

"К счастью для нас, психологи, занимающиеся вопросами развития, потратили десятилетия на изучение того, что младенцы знают о физическом мире, и составление каталога различных компонентов или концепций, которые входят в физическое понимание", - говорит нейробиолог Луис Пилото из исследовательской лаборатории ИИ DeepMind в Великобритании.

"Расширяя их работу, мы создали и выложили в открытый доступ набор данных о физических концепциях. Этот синтетический набор видеоданных вдохновлен оригинальными развивающими экспериментами для оценки физических концепций в наших моделях".

Существует три ключевых понятия, которые мы все понимаем с самого раннего возраста: постоянство (предметы не могут внезапно исчезнуть); твердость (твердые предметы не могут пройти сквозь друг друга); и непрерывность (предметы движутся последовательным образом в пространстве и времени).

Набор данных, созданный исследователями, охватывал эти три понятия, а также два дополнительных: неизменность (свойства объекта, такие как форма, не меняются) и направленная инерция (объекты движутся в соответствии с принципами инерции).

Эти понятия были представлены в роликах, где мячи падают на землю, отскакивают друг от друга, исчезают за другими объектами, а затем снова появляются, и так далее. Обучив PLATO на этих видео, следующим шагом было его тестирование.

Когда ИИ показали видео с "невозможными" сценариями, которые противоречили изученной физике, PLATO выразил удивление (или его эквивалент): он был достаточно умен, чтобы понять, что произошло нечто странное, нарушающее законы физики.

Это произошло и после относительно короткого периода обучения - в некоторых случаях всего 28 часов. Технически говоря, как и в случае с младенцами, исследователи искали свидетельства нарушения ожиданий, показывающие, что ИИ понимает концепции, которым его научили.

"Наша объектно-ориентированная модель продемонстрировала устойчивые эффекты VoE по всем пяти изучаемым концепциям, несмотря на то, что обучение проводилось на видеоданных, в которых не происходило конкретных событий", - пишут исследователи в своей опубликованной работе.

Команда провела дальнейшие тесты, на этот раз с использованием объектов, отличных от тех, что были в учебных данных. И снова PLATO продемонстрировал твердое понимание того, что должно и не должно происходить, показав, что он может учиться и расширять свои базовые знания.

Однако PLATO еще не достиг уровня трехмесячного ребенка. ИИ меньше удивлялся, когда ему показывали сценарии, в которых не было никаких предметов, или когда тестируемая и обучающая модели были похожи.

Более того, видеоролики, на которых обучался PLATO, содержали дополнительные данные, помогающие ему распознавать объекты и их движение в трех измерениях.

Похоже, что для получения полной картины все еще требуются некоторые встроенные знания - и этот вопрос "природа против воспитания" все еще интересует ученых, занимающихся вопросами развития младенцев. Исследование может дать нам лучшее понимание человеческого разума, а также помочь нам создать лучшее представление о нем в искусственном интеллекте.

"Наша работа по моделированию обеспечивает доказательство того, что по крайней мере некоторые центральные понятия интуитивной физики могут быть приобретены посредством визуального обучения", - пишут исследователи.

"Хотя исследования некоторых досоциальных [рожденных в развитом состоянии] видов показывают, что некоторые основные физические понятия могут присутствовать с рождения, у людей эти данные свидетельствуют о том, что интуитивные знания по физике появляются на ранних этапах жизни, но на них может повлиять визуальный опыт".

Исследование было опубликовано в журнале Nature Human Behaviour.