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AI也会走迷宫!研究发现AI能产生类似动物网格细胞功能找出导航策略

导读: DeepMind近日发表一项AI导航的相关研究,透过强化学习在训练的过程中,AI自动产生出类似动物网格细胞的网格单元,成功地在虚拟的迷宫中寻找到达目的地的路径。

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DeepMind

最近DeepMind发布了AI能够产生类似动物网格细胞功能走迷宫的研究成果,过去科学家尚未确认网格细胞是如何让动物执行定位和导航能力的细节,DeepMind则训练AI系统,在虚拟的迷宫中寻找路径,实验结果发现AI能够自动发展出类似动物网格细胞的功能学会导航,还能走捷径。

大部分的动物包括人类都够在新的区域中认路,记得来回的位置、发现捷径等,这种能力是动物天生的本能,但是执行的过程相当复杂,相较之下,对AI系统来说,空间导航有本质上的困难。

在2005年,科学家发现动物之所以能够自动导航、认路,是因为身上具有网格细胞(Grid cell),网格细胞会对多个空间点产生反应,点跟点之间会排列成六角形,就像是座标系统一样,让动物了解如何在特定空间中移动,并前往目的地。

首先,DeepMind训练了递归神经网络执行虚拟环境中的定位任务,让神经网络学习实验鼠的移动轨迹,主要是利用与移动速度相关的讯号,来计算到达目的地所需的距离和方向,举例来说,哺乳类动物时常在搬移到不熟悉的地区时,运用这项定位能力。

研究团队发现,训练AI系统的过程中,AI系统自动产生了类似网格细胞功能的网格单位,接着,研究团队透过深度强化学习来训练AI系统,测试AI系统是否能在虚拟环境中定位并导航。

实验结果显示,AI系统展现了超人类水准的表现,超越了专业的迷宫玩家,选择了创新的路线和捷径,经过一连串的实验操作,发现网格单元对于导航能力相当重要,举例来说,当AI系统没有启用网格细胞时,AI系统就失去导航的能力,在距离和方向上的判断都变得不正确。

DeepMind研究团队相信,这项研究是理解网格细胞底层运算机制的重要进展,也证明可以透过AI来探索人类大脑的运作,让神经科学家更了解人类大脑,提供了新的实验方式,同时也让AI系统能够学会像动物一样导航。