美国国家科学院院刊:人工智能的下一个进化,从我们开始

科技   2024-11-26 16:09   北京  

基因组只能容纳控制复杂行为所需信息的一小部分。那么,例如,为什么新生的海龟能够本能地追随月光?神经科学家提出了一个可能的解释,试图解开这一长期存在的悖论。他们的研究成果或将推动人工智能向更快、更先进的形态发展。最新的研究发布在美国国家科学院院刊,《通过基因组瓶颈编码先天能力》
某种意义上,每个人天生就已为行动做好准备。许多动物在出生后不久便能展现惊人的能力:蜘蛛会织网,鲸鱼会游泳。但这些先天能力从何而来?显然,大脑在其中扮演着关键角色,因为它包含了控制复杂行为所需的数万亿神经连接。然而,基因组只能容纳其中一小部分信息。这个悖论困扰了科学家数十年。如今,冷泉港实验室(CSHL)的教授安东尼·扎多(Anthony Zador)和阿列克谢·库拉科夫(Alexei Koulakov)利用人工智能提出了一个可能的解决方案。
当扎多第一次接触到这一问题时,他提出了一种全新的思考方式。“如果基因组的容量限制正是让我们变得如此聪明的原因呢?”他设想道,“如果这是一种优势,而不是缺陷呢?”换句话说,也许正因为基因组的限制迫使我们不断适应,才让我们具备智能和快速学习的能力。这是一个大胆的设想——但却很难通过实验验证。毕竟,我们无法在实验室中模拟跨越数十亿年的进化过程。这便催生了“基因组瓶颈算法”的想法。
在人工智能领域,“进化”并不需要数十年的跨度。新的模型只需轻轻按下一个按钮即可诞生。扎多、库拉科夫及其研究团队成员迪万莎·拉奇(Divyansha Lachi)和谢尔盖·舒瓦耶夫(Sergey Shuvaev)开发了一种计算机算法,可以像基因组压缩形成功能性脑回路的信息一样,将大量数据“折叠”成一个紧凑的包裹。他们随后将这一算法与需要多轮训练的AI网络进行对比测试。令人惊讶的是,这种全新但未经训练的算法在图像识别等任务中的表现几乎与最先进的人工智能一样出色。甚至在《太空入侵者》等视频游戏中,它也表现得相当不错,仿佛天生就知道该怎么玩。
这是否意味着人工智能很快就能复制我们的自然能力?“我们还没有达到那一步,”库拉科夫说,“人脑皮层结构可容纳约280TB的信息,相当于32年的高清画面,而我们的基因组只能容纳约1小时的信息。这意味着基因组以40万倍的压缩技术完成的任务,目前的技术尚无法匹敌。”
尽管如此,这一算法实现了人工智能领域前所未见的压缩水平,这一特性在技术领域可能有着重要的应用前景。研究的主要作者舒瓦耶夫解释道:“比如,如果你想在手机上运行大型语言模型,这种算法可以逐层展开模型到硬件上。”这样的应用可能意味着运行更快、更进化的人工智能。想想看,人类走到这一步花费了35亿年的进化时间。
期刊参考:Sergey Shuvaev、Divyansha Lachi、Alexei Koulakov、Anthony Zador。通过基因组瓶颈编码先天能力。美国国家科学院院刊,2024;121 (38) DOI:10.1073/pnas.2409160121

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6. 欧米伽理论,智能科学视野下的万物理论新探索(50页报告)

7. 《美国反无人机系统未来趋势报告(2024-2029 年)》

8. Gartner 2025 年主要战略技术趋势研究报告

9. 2024人工智能国外大模型使用手册+中文大模型使用手册

10. 详解光刻巨人ASML成功之奥妙-241015(94页)

11. CB Insights:未来变革者:2025年九大科技趋势研究报告

12. 国际电信联盟2023-2024年联合国人工智能AI活动报告388页

13. 《人工智能能力的人类系统集成测试和评估》最新51页,美国防部首席数字和人工智能办公室(CDAO)

14. 2024瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖官方成果介绍报告

15. MHP:2024全球工业4.0晴雨表白皮书

16. 世界经济论坛白皮书《AI价值洞察:引导人工智能实现人类共同目标》

17. 瑞典皇家科学院诺贝尔物理学奖科学背景报告资料

18. AI智能体的崛起:整合人工智能、区块链技术与量子计算(研究报告,书)

19. OpenAI o1 评估:AGI 的机遇和挑战(280页)

20. 世界知识产权组织:2024 年全球创新指数(326页)

21. 美国白宫:国家近地天体防御策略与行动计划

22. 【CMU博士论文】持续改进机器人的探索,243页

23. 中国信通院:量子计算发展态势研究报告2024年58页

24. 2024年OpenAI最新大模型o1革新进展突出表现及领域推进作用分析报告

25. 【新书】通用人工智能,144页

26. 联合国:《未来契约》、《全球数字契约》和《子孙后代问题宣言》三合一

27. 世界气候组织:2024团结在科学中,守卫地球系统的未来

28. 世界经济论坛 《量子技术助力社会发展:实现可持续发展目标》研究报告

29. 人工智能科学家:迈向全自动开放式科学发现

30. 欧盟:石墨烯旗舰项目十年评估报告

31. 美国信息技术和创新基金会:美国的数字身份之路研究报告

32. 麦肯锡:2024能源转型挑战未来研究报告

33. 联合国贸易与发展会议:2024世界投资报告

34. 兰德:评估人工智能对国家安全和公共安全的影响

35. 兰德:2024评估人工智能基础模型市场的自然垄断条件

36. 经合组织:2015-2022 年生物多样性与发展融资

37. ITIF:中国半导体创新能力研究报告

38. 英国皇家学会:数学未来计划, 数学和数据教育的新方法研究报告

39. 欧盟:10年人类大脑计划创新评估报告

40. GLG格理集团:2024深度解读半导体行业关键趋势和专家洞见报告15页

41. 华为智能世界2030报告2024版741页

42. 联合国:2024为人类治理人工智能最终报告

43. 达信Marsh:2024全球科技产业风险研究报告英文版27页

44. 鼎帷咨询:2024英伟达人工智能发展战略研究报告149页

45. 【博士论文】大语言模型的测试与评价:准确性、无害性和公平性,223页pdf

46. 麦肯锡:2024世界能源产业展望

47. 世界经济论坛《太空:全球经济增长的 1.8 万亿美元机遇》

48. 世界经济论坛:世界“技术先锋”名单100家公司名单

49. 世界经济论坛:2024绘制地球观测的未来:气候情报技术创新

50. 核聚变技术作为清洁能源供应替代来源的全球发展和准备情况

51. 大模型生成的idea新颖性与人类对比研究报告(94页)

52. IQM :2024 年量子状况报告

53. 2024十大新兴技术研究报告

54. 2024地球观测 (EO) 洞察带来的全球价值(58页)

55. 2023-2024世界基础设施监测报告

56. 世界银行:2024世界发展报告,中等收入陷阱

57. 2024国际前沿人工智能安全科学报告132页

58. 斯坦福大学2024人工智能指数报告

59. 美国总统科学技术顾问委员会:《利用人工智能应对全球挑战》63页报告

60. 柳叶刀行星健康:2024地球系统安全与健康评估报告

61. 中国未来50年产业发展趋势白皮书III

62. OpenAI o1系列产品原理与安全最新研究报告(80页)

63. 国家互联网信息办公室:国家信息化发展报告2023年110页

64. 埃森哲:2024年风险研究报告-重大颠覆需要持续重塑英文版39页

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66. 美国信息技术与创新基金会:《中国在量子领域的创新能力如何》研究报告

67. 理解深度学习500页报告

68. 鼎帷咨询:2024全球人工智能发展研究报告44页

69. 【伯克利博士论文】大型语言模型迈向能够学习和发现一切的机器

70. 《量子技术:前景、危险和可能性》45页报告

71. 英国皇家学会报告:人工智能在科学、技术、工程和数学领域的应用

72. 未来今日研究所:2024世界技趋势报告(980页)

73. 面向大规模脉冲神经网络:全面综述与未来方向

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75. 《太空力量的理论基础:从经济学到不对称战争》2024最新94页报告

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83. 兰德公司:人工智能军事应用的新风险和机遇

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90. 兰德:展望2045一项关于未来20年全球趋势影响的前瞻性研究报告英文版45页

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92. 麦肯锡:2024困难点:驾驭能源转型的物理现实(196页)

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94. 软件与服务行业:从特斯拉智能驾驶看人形机器人发展路径

95. 中国信通院:中国数字经济发展研究报告2024年82页

96. CB Insights:2024年第二季度全球风险投资状况报告 244页

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98. 二十年关键技术跟踪报告

99. 中国首部城市大脑系列建设标准(8项)汇编

100. 麦肯锡2024技术趋势展望报告100页


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