愤怒的小鸟太空版修改器 愤怒的小鸟作弊器( 三 )

2023-02-22 13:03:34 0

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直到最近,人类才开发出足够强大的计算机来捕捉、处理和分析小鼠大脑中大约7500万神经元的一个子集所产生的大量数据 。
而人工智能软件只是在最近几年才发展到足以自动化大部分研究过程的地步 。
马西斯和她的丈夫,神经系统科学家亚历克斯·马西斯(Alex Mathis),开发了一种名为DeepLabCut的开源软件,来追踪他们研究对象的动作 。
这个应用程序使用图像识别技术,跟踪小鼠在玩游戏时的微小动作变化,并观察它对糖水奖励的反应 。
奥奇是波士顿大学的助理教授,右臂上纹着一只斑胸草雀——一只矮矮胖胖的小鸟,喙是亮橙色的,在树枝上若有所思地凝视着天空 。
“我真的很喜欢鸟,”他坐在一间摆满书籍的办公室里说道 。
上世纪90年代末,奥奇在乔治亚理工学院攻读机械工程专业,此前在一家专门从事自动化工厂系统研发的公司工作 。
他的工作是教机器人识别小工具或者汽车零部件等对象,并在它们从传送带上下来时对它们进行分类 。“我很难接受去做这些事情,”他说:“这些都是孩子们能做的事情 。”
工作中的挫败感,促使他下决心揭开感知、决策和学习的内在机理 。他离开了工厂,最终转向神经科学和斑胸草雀 。
像斑胸草雀这样的鸣禽,有着不同寻常的技能 。大多数生物本能地知道如何发出声音,而斑胸草雀则学会模仿它们所听到的声音,然后变换音调,展示它们对声音的一些语义理解 。
经过几十年的研究,我们已经确定了雀类大脑中发出这种行为的结构,也就是众所周知的鸣叫核心 。
对这一领域的研究,让人们对神经回路如何运作有了更深入的了解,进而为其他关于人类如何运动、感觉和情绪的研究提供了参考信息 。
弄清楚鸟类如何互相模仿的,可能有助于解释我们如何做同样的事情,这可能对教授机器去学习语言技能来说很重要 。
鸟类对自己叫声有类似于语义的理解
在波士顿大学的一个鸟舍,奥奇与大约300只鸟一起工作 。在其中一项实验中,研究人员将为一只斑胸草雀配备一些电子装置,比如有电池可以为连接在头骨上的大量电子设备提供动力 。

但是,这种新的概念夸大了计算和认知领域的重叠 。对于科学家来说,想要复制他们并不能真正理解的东西相当困难 。
比如,神经元如何存储记忆等大脑的运作原理仍然难以琢磨 。神经元的数字化对应物只能是有缺陷的模仿品 。它们是最基本的处理引擎,经过训练可以进行大量的统计计算和模式识别 。
例如,当你拿起一个未知重量的物体时,你的大脑会迅速计算出身体需要施加多大的力 。目前,机器人还不能做到这一点,但拥有小鼠神经元学习模式的机器人有可能做到 。
马西斯说,小鼠有很大的可能帮助弥补这一差距 。它们的大脑非常复杂,拥有进行高层次决策的能力;但同时它也足够简单,可以让研究人员在合理时间内推断出大脑之中神经元的联系 。

博士毕业之后,有六位数的年薪 。
摘要:人工智能大热的同时,研究鸟类、小鼠和鱼类的神经科学家们成了稀缺人才,帮助各大科技公司提高人工智能、自动驾驶等技术,现在能够获得七位数的薪水,也就是数百万美元 。彭博社发表发表报道,介绍了人工智能技术浪潮下的神经科学家们 。原文标题为Apple, Google, and Facebook Are Raiding Animal Research Labs,作者是Sarah McBride和Ashlee Vance 。文章由36氪神译局编译,希望能够为你带来启发 。
波士顿大学蒂姆·奥奇最重要的研究对象之一:斑胸草雀
Jaguar是一只小鼠 。它住在哈佛大学罗兰研究所(Harvard\'s Rowland Institute)的实验室里 。
它的主要工作,就是时不时地在一个平台上玩电子游戏 。Jaguar被四周的金属棒关在一个小平台内,任务是通过感觉找到虚拟盒子的边缘 。
为了完成这个任务,它需要伸出右爪,抓住可以360度旋转的操纵杆,直至感觉到来自机器的反馈 。
当它到达正确的目标区域时,比如说盒子的边缘,就会得到一滴糖水作为奖励 。
为了追踪Jaguar的大脑活动,研究人员对它进行了改造,让它大脑中的神经元在发射信号时能发出荧光——可以通过一个固定在它头骨上的玻璃板看到 。然后,平台上方的显微镜记录下Jaguar玩耍时大脑发光的整体图像 。
“在实验得过程中,你可以教它们新的规则,并观察成千上万的神经元学习的过程,看看它们是如何变化的,”负责这项实验的神经学家麦肯齐·马西斯(Mackenzie Mathis)说 。
在过去的几十年里,马西斯的研究仅仅只聚焦在提高人类对小鼠和大脑功能的认知上 。现在,有越来越多研究动物的科学家,开始协助科技公司开发人工智能软件和脑机接口软件,马西斯就是其中之一 。
她想发现小鼠是如何进行学习的,部分原因是这可以告诉我们如何教电脑学习 。例如,观察小鼠在视频游戏中对意外情况的反应,在未来某一天或许能帮助人类把类似技能传授给机器人 。
哈佛大学罗兰研究所的神经科学家们对小鼠进行研究
其他有一些神经科学家们,正在研究斑胸草雀“唱歌”的技巧 。也有一些神经科学家们正在研究绵羊头骨导电率,还有更多的神经科学家选择研究果蝇或者蠕虫等神经结构相对简单的生物,来获取更多关于神经元的洞察 。
过去的几年里,大型科技公司一直在从大学挖走这类人才 。马西斯说,苹果、Facebook、谷歌和Twitter都从自己负责的一个奖学金项目中聘用了博士生:“在拿到学位之前,博士生就有工作了 。”
当然,动物在推动企业科学研究方面一直在发挥着重要作用,尤其是在医疗领域 。但是,要想把解剖斑胸草雀的发声器官得到的见解转化到Siri语音识别软件上,或者从小鼠玩视频游戏中的反应得到经验,并转化为亚马逊公司运营仓库中机器人的软件,则需要完全不同的技术飞跃 。
随着新产业带来各种各样的挑战,揭开动物大脑秘密的竞赛变得越来越奇特 。
1958年,康奈尔大学神经生物学家弗兰克·罗森布拉特(Frank Rosenblatt)开发出了感知器,这是最早通过计算机模拟大脑结构的设备之一 。
它通过处理单元的协调工作,也就是罗森布拉特所说的神经元,来确定一张特定照片属于男人还是女人 。这是一种在图像识别方面的原始尝试 。
现在,感知器这一概念已经被取代了,Facebook、谷歌和其他公司将它们庞大的人工智能计算系统描述为“神经网络”,其中有数百万个神经元协同工作 。

然后,这只鸟被放在一个微波炉大小的隔音箱内,连续鸣叫几天 。奥奇和他的团队则会通过类似于马西斯用在老鼠身上的机制,来观察斑胸草雀的大脑 。
随着研究人员对斑胸草雀的鸣叫有越来越多的理解,它们对斑胸草雀大脑的运作方式也有了更精确的理解 。
“虽然现在我们还不知道人类怎么将骑自行车、驾驶直升机、说日语等信息存储在大脑中储存的,”奥奇说 。“但总有一天,我们会知道 。”
“目前,这只是一个幻想,但在遥远的将来,我们真的可以把信息直接写进大脑……这太神奇了,”奥奇说 。“我很希望能够为做到这一点做出哪怕是很小的贡献 。”
在人工智能领域,鸣禽研究人员是最炙手可热的一类雇员 。
在加州大学伯克利分校完成学位论文并在苹果公司工作一段时间后,钱宁·摩尔正在利用自己对斑纹雀的研究,来改进语音处理技术 。这种技术最终有望应用于Siri等语音助理中 。
“我们正试图提出非常相似的问题,”他说 。“我怎样接收听觉输入,然后以一种我可以理解一个人在说什么的方式来处理它?他们处于什么样的噪音中,他们处于什么样的环境中?”
伯克利大学教授弗雷德里克·休尼森以来,学术界一直试图宣称这是属于神经科学的时代,但在本世纪初,年轻的神经科学研究生的发展前景也很渺茫,也没有多少人原因在这一领域学习研究 。
根据美国教育部的统计,15年前,美国所有的大学中只有不到1500名神经科学本科生,而获得博士学位的只有不到400人 。就算只有这些人,各大高校也没有给他们提供足够的全职工作或者助学金 。
2005年,当德鲁·罗布森(Drew Robson)从普林斯顿大学数学系毕业时,他的本科辅导员给了他一条令人难忘的建议:无论你做什么,都不要从事神经科学 。
罗布森并没有放在心上,而是和他的女友珍妮弗·李(Jennifer Li)一起来到了罗兰研究所 。
他们见证了这个领域的飞速发展,现在美国的高校每年会授予大约5000个神经科学学士学位和600个博士学位 。罗布森表示:“过去10年,我们经历了爆炸式的增长 。”
罗布森所在的团队研究斑马鱼,这是鲦鱼家族中的成员,它们年幼的时候身体是透明的,研究人员可以直接看到它们的神经元 。

罗布森和李发明了一种特殊的移动显微镜,可以帮助他们记录鱼游动的时候哪些神经元是活跃的 。为了捕捉斑马鱼行为的不同方面,它们可能会改变水流的方向——导致它们转身或更努力地朝同一方向游 。
除了薪水之外,还有其他很多因素吸引神经科学家加入企业 。
比如给他们从事更令人兴奋、更奇怪工作的机会,而不必花太多时间去申请研究资助 。不过,转身投向业界,也可能意味着切断有前途的研究路线,或者随着同事们逐渐变得随波逐流 。
当加德纳去Neuralink工作的时候,一名博士生看到他请假,就直接换了学校 。
罗布森和李在他们编程的核磁共振成像仪旁
今年9月份,李和罗布森将会前往德国图宾根的马克斯·普朗克生物控制论研究所(Max Planck Institute for Biological Cybernetics)学习 。
他们之所以留在学术界,因为他们喜欢罗布森所说的“校园环境”的自由和灵活性 。“是的,动物实验会对无害、无助的动物做出非自然的事情 。但也可以从人性化的角度出发——这才是我们可能想看到的人工智能 。”
四年前,在他们完成可跟踪显微镜之前,李和罗布森使用一种粘合明胶让小斑马鱼在一个地方游上几个小时,来测量它们的神经元是如何运作的 。
一天早上,他们两个来到实验室,发现了一个大惊喜:他们留下的一条幼鱼在游动18个小时后仍然在游动,这远远超出了他们的预期 。
“这只动物是冠军,”罗布森说 。“完美,”李补充道 。“它的行为是完美的 。”
但由于实验的严谨性,研究人员无法将这位英雄留给下来,但他们也做了件好事:李和罗布森将它的母亲安置在一个特殊的水族箱里,作为宠物饲养 。

他们给它取名为弗雷德(Fred),来自艾米·阿克尔(Amy Acker)在电视剧《夜行天使》(Angel)中扮演的聪明伶俐的角色 。
罗布森和李表示,人工智能和脑机接口技术的发展将迫使人类变得更加人性化 。
毕竟,如果我们的目标之一是将我们的道德观念灌输给机器,我们将不得不比以往更多地思考道德本身 。
谁应该拥有强化思维的能力?自动驾驶汽车应该拯救乘客还是行人?在机器能够媲美人类之前,它们该有多聪明?
“从根本来说,这是一个道德问题——你该如何看待生命?”在本科时学过哲学的李说 。
“它迫使我们思考,严格要求自己遵守的道德底线到底能够归结为什么,”罗布森说“你必须做出承诺 。”


【愤怒的小鸟太空版修改器 愤怒的小鸟作弊器】译者:尺度 。

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