增材与去材:生物智能与人工智能的演化分野
Human:
我有一个想法,有关生物智能和人工智能。
生物
生物智能是增材制造的过程,思考人类的发育过程:
- 从胚胎开始,细胞团逐步分化出不同的功能,大脑功能也是从混沌中逐步抽象出来的
- 在出生前,基因主要控制了大脑的分化
- 出生后,个体立即开始接受物理世界的大量刺激,大脑的发育开始被物理世界塑造,比如视觉的发育过程与视觉刺激是分不开的,刚出生的婴儿没有能力分辨深度线索,可能与尚未建立起良好分区的V1-V4枕叶皮层有关。出生后的短期内,大脑神经元的复制过程非常迅速,但新的神经元具有高度可塑性
在后期的发展过程中,大脑主要遵循着用进废退的发育规则,比如运动员们,他们与运动有关的大脑皮层面积更大、较普通人有更快的反应速度等,可能是优化了神经网络组织形式的结果。对于使用较少的部分甚至会进行部分剪枝,比如意外失去手臂的人,其有关皮层会代偿其他功能
人工智能
目前技术框架下的人工智能中,取得较高水平成果的是深度学习技术,思考人工深度模型训练的过程:
- 人工架设网络结构,规定好参数规模
- 依靠海量数据,结合反向传播让网络学习知识
- 学习知识的过程,也是重塑网络的过程,对于部分神经元之间的连接,其重要性会提升,体现在权重增加,但对于大多数神经元之间的连接,权重会降低到接近于0,甚至近期有的研究发现,在训练过程中尽量使权重为0,最终网络依然能体现出一定的智能。
- 因此对于人工神经网络,神经元之间的权重会造成巨大的浪费,这种浪费体现在训练过程、推理过程中,消耗了额外的储存(不管是RAM还是外部储存)、计算资源
两者对比
- 生物智能通过类似hebbian learning的规则逐步增加网络复杂度,甚至优化网络结构,类似于增材制造;人工神经网络则降低大部分神经元的连接权重,类似于去材制造
- 这似乎是目前人工智能无法自发进化的源头,但也可以理解,由于目前的技术水平没有一种材料,能达到要求:1)能够模拟神经元;2)能够自产生或生长
- 因此通向人工智能未来的道路可能在于找到一种结构,能在物理上实现上述需求,以实现神经元连接权重的增加
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