在近年的科幻小说中正规的股票杠杆平台,“备份意识”即让记忆和思想超然于人体的想法已不鲜见,其背后是我们作为血肉之躯,对如同机器智能一般意识长存、精神不灭的深切向往。然而,人类这副躯壳虽然脆弱,也曾是并仍然是造物主的恩赐,其中蕴含的无数未解之谜,甚至可能是推进机器智能进一步发展演进的关键。《具身智能》的作者,就试图向我们展示人类心智与机器智能交互的奥秘,通过将人工智能的核心原理,与生物学、心理学和认知科学等领域的理论进行巧妙的融合,将复杂的科学概念和日常工作生活、人工智能实践联系起来,著就了一本系统阐释具身智能理论与实践的通识佳作。
本书作者从具身智能乃至智能的定义和概念开始,提出具身智能关注的是身体、大脑和环境之间的相互作用,并就身体如何塑造我们的思维进行了深入探讨。接着,深入浅出地介绍了琳琅满目的具身智能方法论,详细阐释了具身智能背后深邃的科学理论框架。最后,作者从实践应用层面,介绍了具身智能技术演进的历史和现实,并以深刻的洞见和创新的灵感,展望了具身智能的巨大潜力及可能由其开启的非凡未来。
身体与智能的交互
关于具身智能的研究,离不开这样一个问题:在我们的身体和思维之间、生理体验与心理状态之间,是否存在精妙而独特的联系?具身认知理论认为,答案是肯定的,身体悄无声息地影响着我们的思维、感知和决策。作者指出,身体是生物体存在于世界上的载体,拥有身体就是拥有一个确定的环境中介。具身智能的探索基于这样的思考:智能并非是一个抽象的、独立于身体和环境之外的实体,而是与个体的生理特性和所处的环境紧密相连,是身体和环境之间复杂交互的结果。
由此,具身智能的研究尝试模拟人类的思维方式,通过与物理环境或虚拟环境的互动,完成复杂的感知、认知和决策任务。通过观察生物体如何在复杂环境中生存和繁衍,科学家们不懈探索着基本智能行为的机制。例如,受人类神经系统信息处理机制的启发,通过调整连接权重的方式,模仿大脑在学习过程中突触强度的变化,设计出了人工神经网络;通过模拟自然界中生物进化的交叉和变异过程,尝试在试错、选择与积累迭代优化算法,设计出了遗传算法;基于对情感生物学基础的深入理解,包括对大脑中与情感处理的相关区域,如杏仁核和前额叶皮层的研究分析,实现了对情感和社会认知的模拟。
这不仅是技术层面的探索,更是对认知科学的深入剖析和智能本质的哲学追问。作者指出,生物的运动机制、感知系统和决策过程,特别是大脑根据外界刺激调整自身结构和功能的能力,提供了一种从底层逻辑上理解智能的方式:智能不应仅限于数据处理,智能的本质不仅是解决问题的能力,更是对环境的理解和适应。
基于这样的理解,具身智能相比依赖大量数据和算法的传统AI,在学习方式上进行了革新,更侧重通过感知、探索和与物理世界互动来学习。实际上,这与婴儿的学习过程有着惊人的相似性。通过从与环境的互动中发展认知结构,具身智能得以构筑能够自我学习和适应的智能系统,实现更加自然和灵活的智能行为。
具身智能的深邃世界
对于具身智能的方法论,在现实世界已有诸多探索和应用。例如,机器人学聚焦自主性、自适应性、感知与交互能力等前沿研究,通过集成多种传感器和执行器,能够实现对环境的多模态感知和精细的物理交互;模仿学习通过分析特定任务的行为轨迹数据集,模拟从观测到动作的映射过程;强化学习通过智能体与环境的直接交互,通过奖励和惩罚来引导学习和决策;机器视觉以其对复杂特征的提取和理解能力,帮助智能体在对象识别、场景解析和空间导航等方面取得显著进步;计算机图形学能够利用精湛的物理仿真技术,模拟和重建复杂环境,构建试验和训练的宇宙;元学习能够赋予机器通过从过往经验中汲取教训,以更高效的方式适应新挑战的能力,实现对学习过程本身的优化。
作者认为,无论何种方法论,在具身智能的框架下,感知都不再被视为单纯的数据输入过程,而是预测和解释环境的主动行为。
对于“解释”,我们容易理解是基于感知数据进行认知处理,基于认知结果采取行动决策。然而,对于“预测”,作者阐释的理论,可能颠覆我们日常的认知。
据作者在书中介绍,“预测”的基石,是卡尔·弗里斯顿的自由能量原理,它被认为是自达尔文自然选择论以来,又一种具有广泛解释力的理论。这一理论指出,所有生命乃至智能的组织原则,是通过对过去经历和当前信息的有效编码构建“世界模型”,利用已有的知识预测外部世界的状态,并根据这些预测采取行动,以减少预测与实际观测之间的差异,从而最小化自由能量。当预测与观测不一致时,智能体即调整内部模型或行为,通过感知作用于内,更新对环境的信念;通过行动作用于外,改变世界来满足智能体的偏好,最终实现对世界的持续学习和适应。在不断预测和修正的过程中,智能体的信念和世界状态之间的误差趋向最小化,其对世界的理解和行动策略不断优化。
透过自由能量原理,不难发现,在追求最小化自由能的过程中,我们实际上是秉持着由经验得来的预测,以及沿着以感知和行为不断调整的预测,去达到预测的自我实现。仿佛通过这样的过程,我们能够减少不确定性和恐惧,拥有更多的掌控感。生而为人,我们首要的诉求的确是活着、是安全,而纵使会遭遇各种难题,我们也从未放弃不断地感知、理解、行动、调整,这样燃烧不熄的意志,又何尝不是生命的本源?
具身智能的实践和前瞻
近年来,从自主机器人到自动驾驶,从家庭服务到智能制造,从金融服务到消费电子产品,具身智能的实践应用不断涌现,在广阔的应用场景中体现出了巨大的发展潜力。然而,在处理连续变量和数据量限制等核心问题上,仍有不少待攻克的难题,基于大模型的多模态学习、实时处理和动态场景理解、模型泛化和可扩展性,以及系统的可解释性和可靠性,将是未来研究的重要方向。在书中,作者重点追踪当前两大前沿热点,介绍了空间智能和NTP(下一个标记预测)的技术理论和实践应用情况。
其中,空间智能的探索核心在于,模拟人类的复杂视觉推理和行动规划能力,对空间环境进行深入理解和智能交互,实时捕捉和正确表示三维空间信息,并对场景进行抽象理解,以实现精准的解释和行动。目前,从二维影像恢复三维信息的三维重建、用户感知和空间感知、空间数据管理等前沿科技不断发展,为智能城市规划、自动驾驶系统,机器人路径规划、空间探索和救援操作等提供了技术支撑。
NTP技术作为许多语言模型的基石,核心思想是通过给定一个词序列的上下文,让模型预测下一个最可能的词。实际上,随着技术的迅速迭代,在NTP的基础上,DeepSeek等先进大模型已采用了更加高效的MTP(多标记预测),即一次生成多个后续可能的词,以成倍的推理加速来提升性能。无论是NTP还是MTP,其预测质量实际上反映了模型理解语言背后隐藏语义和发现深层次结构的能力。科学研究指出,在人类语言习得过程中,存在一个“相变”过程,由无序的单词随机组合,突变为一个高度结构化、信息丰富的系统。大型机器学习模型就模拟了“相变”过程。在乙巳年新年,随着DeepSeek成为现象级热点话题,它从特定的实例中抽象出普遍规律,并将其应用于新的情境的能力,使“相变”过程得到了充分证明。
这种能力能否更进一步拓展?
作者认为,如果模型的“大脑”能够自发地提出问题并探索答案,它便可能在自己的语言空间中孕育出连续的新思考。届时,超自然奇幻力量的自我意识、与碳基人类并存的新物种,或许真有可能从科幻小说中走到我们的面前。
毫无疑问,具身智能的发展,正在引领一场认知与行为的革命,正在以前所未有的方式改变着我们的生活和认知。一方面,我们正试图教会机器像人类一样学习和思考,给机器配备一本图文并茂的百科全书,让其通过动态互动理解世界,成为能够充分利用有限信息,去有效解决问题,学会适应不确定性,同时还具有社会文化理解能力的智能模型。另一方面,AI与人类身体相结合的种种技术,如神经植入物、脑机接口、控制假肢或无人机等,在延伸自我意识的存在方式和范围的同时,也可能会引发关于人类自主性和身份认同的伦理挑战和哲学挑战。
无论是让人工智能拥有“身体”的支持,还是让人类超脱于“身体”的束缚正规的股票杠杆平台,“具身”和“智能”不断强化着虚拟和现实、表达和理解之间的联系,已经并将带给我们更广阔的视野、更深厚的理解和更丰富的体验,也可能带来史无前例的机遇和挑战。而我们人类智能,也正在以最小化自由能量的方式,一边不断更新预测,一边调整感知和行为,走在实现自我预测的路上。