具身智能
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具身智能(Embodied Artificial Intelligence,Embodied Intelligence,Embodied AI)
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具身智能(Embodied Artificial Intelligence,Embodied Intelligence,Embodied AI)又稱“具身AI”“具身人工智慧”指的是是通過創建軟硬體結合的智能體。
可以簡單理解為各種不同形態的機器人,讓它們在真實的物理環境下執行各種各樣的任務,來完成人工智慧的進化過程[1]。
這種“具身智能”的進化,是純軟體系統當中的進化替代不了的。
最新的人工智慧研究發現,智能生物的智能化程度,和它的身體結構之間,存在很強的正相關性。也就是,對於智能生物來說,身體不是一部等待載入“智能演算法"的機器,而是身體本身就參與了演算法的進化。今天地球上所有的智力活動,都是生物通過自己的身體,真真切切地與環境產生交互之後,通過自身的學習和進化所遺留下來的“智力遺產”.這個過程,已經被大型的電腦模擬實驗所證實。
具身智能(Embodied Intelligence)可以拆分成兩個詞:一是“具身”,二是“智能”。 "具身”(Embodiment) 首先是一個心理學概念, 根據中國心理學會《心理學報》的一篇文章《具身"涵義的理論辨析》,具身的基本含義是指認知對身體的依賴性,即身體對於認知具有影響。具身還分為“弱具身”和“強具身”,前者認為認知依賴於身體,但保留了認知自身的計算和表徵功能,後者則主張:“認知是被身體作用於世界的活動所塑造出來的,身體的特殊細節早就了認知的特殊性。”
具身的性質和特征可以表現在四個方面:
1.身體參與了認知,影響了思維、判斷、態度、情緒等心智過程;
2.對於客觀的認知依賴於身體作用於世界的活動;
3.意義源於身體--有著身體的 “感覺--運動系統” 的基礎;
4.身體的不同特征傾向,造就了不同的思維和認識方式。
從這點來看,“具身” 所指代的,便是客觀物理存在的“身體”,對於身體所承載的“認知”帶來的各種影響。認知不能脫離身體單獨存在。此外,"具身” 相對的概念是“離身”(Disembodiment) ,指的是認知與身體解耦。
如果結合第二個詞,“智能” ,具身智能便可以粗略定義為:智能體(可以是生物或機械),通過與環境產生交互後,通過自身的學習,產生對於客觀世界的理解和改造能力。 具身智能假設,智能行為可以被具有對應形態的智能體通過適應環境的方式學習到。地球上所有的生物,都可以說是具身智能。
此外,一些通過強化學習訓練的機器人,也可以被認為是具身智能的一種形式,如OpenAI的單手還原魔方機器人等[1]。
根據智源研究院院長、北京大學教授黃鐵軍的觀點,”基於虛擬世界、 實時時空環境訓練的具身模型也會取得較大的發展,如自動駕駛、機器人游戲中數字人等"。這些人工智慧將通過與環境交互的渠道,從真實的物理或虛擬的數字空間中學習和進步。黃鐵軍認為,具身智能是產生超級人工智慧的一條路徑[2]。
未來五到十年,超大規模預訓練模型(信息模型)和具身模型將會結合,成為數字超人,在知識能力以及跟環境的互動程度上,將比以往的人類都要--具身模型和機器人也將結合,在物理世界出現能力比人類還要強的無人系統,即具身超人。樂觀估計,在未來三十年,數字超人和具身超人可能會結合,最終誕生超級人工智慧。[2],
此外,具身智能對當前人工智慧研究的發展也有重要意義。例如,通過構建具身智能體,強化學習演算法的性能可以更加強大。2021年2月, 李飛飛等研究者提出了名為深度進化強化學習(DeepEvolutionary Reinforcement Learning,DERL) 框架。該框架可以讓智能體通過在複雜的任務和環境中,僅依賴低層次自我中心(Low Level Ego-Centric)感測信息的方式,逐步進化出多樣的智能體形態。在設計智能體的過程中,研究者讓智能體通過與環境交互,逐漸進化出各種形態的“身體”,逐步學習到在複雜多變環境下更強的行動能力[1]。