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大模型版生命游戲來(lái)了!「AI科學(xué)家」背后公司聯(lián)手MIT&OpenAI等打造

量子位 整合編輯：太平洋科技 發(fā)布于：2024-12-26 23:33

大模型版生命游戲來(lái)了。

ALife，即人工生命，旨在通過(guò)人工手段研究生命和類生命過(guò)程。程序員們深深著迷的康威生命游戲，就屬于這一研究領(lǐng)域。

現(xiàn)在，來(lái)自Transformer作者之一Llion Jones創(chuàng)辦的Sakana AI，以及MIT、OpenAI等研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，基于大模型提出了一種新的ALife研究范式——

ASAL，人工生命自動(dòng)搜索。

也就是利用多模態(tài)大模型來(lái)指導(dǎo)ALife模擬。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在包括康威生命游戲在內(nèi)的各種ALife基礎(chǔ)方法上，ASAL都行之有效，還挖掘出了以前從未被發(fā)現(xiàn)的新生命形式。

并且，ASAL像康威生命游戲一樣，展現(xiàn)出了開放式進(jìn)化的特點(diǎn)。

利用大模型自動(dòng)搜索人工生命

ALife主要通過(guò)計(jì)算模擬來(lái)研究生命，核心是搜索并繪制出整個(gè)可能的模擬空間。

而此項(xiàng)研究的主要目的，就是利用大模型，實(shí)現(xiàn)生命模擬中的搜索自動(dòng)化。

研究人員首先定義一組感興趣的模擬形式，稱為基質(zhì)（substrate）。然后，讓ASAL通過(guò)三種方法來(lái)發(fā)現(xiàn)人工生命形式。

三種方法分別對(duì)應(yīng)ALife研究中的三個(gè)重要目標(biāo)：

復(fù)現(xiàn)特定生命現(xiàn)象

實(shí)現(xiàn)開放式進(jìn)化

探索生命可能性空間

有監(jiān)督目標(biāo)搜索

其一，有監(jiān)督目標(biāo)搜索，目標(biāo)是找到能夠產(chǎn)生指定目標(biāo)現(xiàn)象或事件序列的模擬。

具體的方法是，給定一系列描述目標(biāo)狀態(tài)的文本提示（Prompt），最大化模擬生成圖像在不同時(shí)間步上，與相應(yīng)提示詞的匹配度。

用公式表示就是：

表示運(yùn)行模擬T步后的渲染圖像，和分別表示將圖像和文本映射到基礎(chǔ)模型表示空間的函數(shù)。

開放式搜索

其二，開放式搜索，目標(biāo)是找到能夠持續(xù)產(chǎn)生新行為的開放式模擬。

這對(duì)于ALife而言是非常重要的：開放性對(duì)于新事物的爆發(fā)是必要的。

研究人員采用的方法是，最大化模擬產(chǎn)生的圖像，在基礎(chǔ)模型表示空間中，相對(duì)于歷史狀態(tài)的新穎度。

照明式搜索

最后是照明式搜索，目標(biāo)是找到一組展現(xiàn)出多樣行為的模擬。

方法是，最大化一組模擬在基礎(chǔ)模型表示空間中的覆蓋度，即最小化每個(gè)模擬與其最近鄰的距離。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證ASAL的有效性，研究人員在過(guò)個(gè)經(jīng)典ALife環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，包括鳥群算法（Boids）、粒子生命模擬、類生命元胞自動(dòng)機(jī)、Lenia（將康威生命游戲推廣到連續(xù)空間）和神經(jīng)元胞自動(dòng)機(jī)（NCA）等。

采用的基礎(chǔ)模型包括CLIP和DINOv2。

結(jié)果顯示，在Lenia、Boids和粒子生命模擬等環(huán)境中，給定不同的目標(biāo)文本提示，ASAL都能搜索到與之匹配的模擬。

并且不僅僅是在單個(gè)目標(biāo)上，在對(duì)事件序列的模擬中，ASAL同樣有效。

開放性方面，研究人員使用類生命元胞自動(dòng)機(jī)（Life-Like CA）為“基質(zhì)”，CLIP為基礎(chǔ)模型，對(duì)ASAL進(jìn)行了驗(yàn)證。

結(jié)果顯示，ASAL找到了一些展現(xiàn)出與康威生命游戲相似的開放性行為的規(guī)則。

這些自動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)產(chǎn)生新模式，在基礎(chǔ)模型空間中形成發(fā)散的軌跡。

另外，在Lenia和Boids環(huán)境中，ASAL使用照明式搜索發(fā)現(xiàn)了具備豐富多樣行為的模擬，并發(fā)現(xiàn)了許多前所未見的生命形式。

研究人員還提到，利用基礎(chǔ)模型的語(yǔ)義表示，對(duì)于此前只能定性分析的現(xiàn)象，ASAL實(shí)現(xiàn)了新的突破：可以對(duì)一些人工生命現(xiàn)象進(jìn)行定量分析。

最后，簡(jiǎn)單總結(jié)一下就是，ALife旨在重現(xiàn)自然進(jìn)化，而這項(xiàng)新研究，突破了人工設(shè)計(jì)模擬的瓶頸，加速了ALife發(fā)現(xiàn)。

此前打造了首位“AI科學(xué)家”的Sakana AI在公布這項(xiàng)研究時(shí)，還劃了個(gè)重點(diǎn)：

這加快了我們對(duì)涌現(xiàn)、進(jìn)化和智能的理解，其中的核心原理可以激發(fā)下一代AI系統(tǒng)！

項(xiàng)目主頁(yè)：
https://pub.sakana.ai/asal/

本文來(lái)源：量子位

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