對話智源研究院院長黃鐵軍：通用人工智能是一個不斷逼近的過程

作爲自然界中被研究得最爲透徹的模式動物，擁有302個神經元的秀麗線蟲，是當前科學界廣受關注同時取得多項研究成果突破的生物。在2002年、2006年和2008年的三項諾貝爾獎中，獲獎者們取得的成果均基於秀麗線蟲實驗完成。

近日，在2022智源大會上，北京智源人工智能研究院（以下簡稱“智源研究院”）天演團隊發佈了高精度生物仿真秀麗線蟲“天寶1.0”（MetaWorm）。實現了全部302個神經元及連接關係的精細建模，神經元結構模擬採用多艙室模型，單神經元艙室最多2313個，全身具有96塊肌肉+3341個力學計算單元，目前已具備嗅探並蠕動至興趣目標等能力……

在與新浪科技等媒體採訪中，智源研究院院長黃鐵軍表示，“生物的腦模擬或者說生物腦的精細模擬，是啓發新一代人工智能的重要路線。高精度智能線蟲的誕生，是從生命智能邁向智能生命的關鍵一步。”據他介紹，在把線蟲的生命體模擬做起來後，智源研究院團隊將沿着模式動物的軌道，把生命模擬的規模做得越來越多。

“線蟲模擬”是探索通用AI的最小載體

在此前的發言中，黃鐵軍曾指出，面向2030新一代人工智能的主要技術路線，主要有三條：第一，基於大數據和深度學習算法實現的人工智能技術路線；第二，通過強化學習在虛擬環境不斷訓練，得出的具身智能路線；第三，通過模擬生物神經系統和生物智能，最終實現智能生命技術路線。

三種技術路線中，第一種需要大量的數據與算力；第二種目前採用的最多，但同樣也需要大量的算力；第三條雖然看起來最難，但由於借鑑了億萬年生物進化得來的生物智能，卻被認爲是實現通用人工智能最低能耗的方式，而智源此次發佈的“天寶1.0”，正式基於這一模式研發的。

早在上世紀80年代，相關科學研究就成功繪製出了秀麗線蟲神經元（302個）的連接關係，本世紀初，如何在數字空間重構“數字孿生線蟲”的夢想已經展開，但至今二十多年過去了，相關研究仍然沒有實質性突破。

智源研究院“天寶1.0”發佈意味着什麼？在黃鐵軍看來，秀麗線蟲結構簡單卻功能完備——僅約1mm體長、302個神經元，是在地球億萬年進化過程中生存下來的，“通過生物神經機理模擬（線蟲模擬）是實現通用人工智能的最小載體，這本身就是一個強大的智能體，向它學習對發展人工智能會產生很大的幫助。”

在黃鐵軍看來，這三條路線實際上是相關的，某種意義上互補，不是說誰替代誰。比如大模型和生命模擬是兩條路線，短期之內沒有什麼關係，但長遠來說，可能會有匯聚。

“目前除了這三條路線外，還沒有看到其他可以更快更好實現通用人工智能的方法。”黃鐵軍表示。

從“生物智能”邁向“智能生物”

據黃鐵軍介紹，此次智源研究院發佈的“天寶1.0”，已經基於線蟲的302個神經元模擬，實現了仿真秀麗線蟲與仿真環境的全閉環模擬，訓練出由高精度神經系統控制的、與環境實時交互的秀麗線蟲，能夠像真實線蟲一樣嗅探並控制身體蠕動到感興趣的目標。

“下一步，我們將實現諸如動力、拐彎、避障、覓食等更加複雜的智能行爲。”黃鐵軍表示。

而再往後，比線蟲神經元更爲複雜的生物還有果蠅、斑馬魚、小鼠以及人腦等，神經元數量也從數百、數萬到上億乃至逾百億。不同模式生物的神經元之間的連接關係和結構研究，也均有不同程度進展，這也正爲類腦智能的發展打下新的基礎。

“從廣義上來看，所有生命的智能都可以說是通用智能，動物具有適應環境的通用能力，線蟲擁有的智能也是通用智能。雖然跟人類智能相比他們的通用性仍有差距，但相比於最早期人類發明創造的工具往往只是有一種功能，他們已經具有很強的通用性了。”黃鐵生表示。

“計算機中智能生命的誕生，也可以看作是從生命智能邁向智能生命的關鍵一步。”對於“天寶1.0”的發佈，王鐵軍如此表示。“我不太贊同大家把通用人工智能看作是一個高高在上的做法。”在黃鐵軍看來，通用人工智能是一個不斷逼近的過程。

構建一個智能生命體需要三步

據黃鐵軍介紹，想要構建一個智能生命體，往往需要經歷三個步驟。

首先，需要做生物結構的解析，只有瞭解生命的工作過程，知道神經元信號加工的結構和過程，才能爲智能生命的模擬打下基礎。其次，需要將這樣的生物神經網絡在數字空間建模出來，成爲數字空間可復現的數字生命。最後，還需要通過光電器件、芯片以及新材料等硬件工具，把生物神經網絡及其功能具象化，這樣才能讓智能生命最終在人工智能的應用中發揮作用。

據黃鐵軍介紹，爲通過對於生物智能的模擬和研究，有效啓發並推動新一代人工智能發展，目前智源已經專門組建了生命模擬研究中心，從事智能生命的模擬。同時還啓動了人工智能認知神經基礎的重大研究方向。

在多位學者共同努力下建設了智源生物智能開源開放平臺，集成了很多對人工智能認知、神經、研究相關的數據、軟件工具、模型、算法以及高級認知智能。此外，爲了獲取對於生物數據多尺度、多精度、多模態等多認知任務，智源還將自己做出來的數據進行了開放，同時提供了BrainPy和DNNBrain等開源軟件工具，以及大量的類腦模型算法。

據黃鐵軍介紹，在把線蟲的生命體模擬做起來後，智源研究院將沿着模式動物的軌道，把生命模擬的規模做得越來越多。