Ученые впервые обучили ИИ мыслить на уровне новорожденного ребенка

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.