实验室里,贾维斯是托尼·斯塔克的助手,能够连接到任意计算机终端,自主操控房屋和钢铁侠战服的内部系统。与有意识的人工智能(AI,Artificial Intelligence)助手交流,让机器人,机械手维修装配装甲,这是电影《钢铁侠》中常出现的场景。

科学家陶芳波把这一幕带到了现实:“我们创造了一个机器意识。当它跟机器人和机械臂连接的时候,就可以瞬间唤醒,像人一样去观察世界,理解世界,也可以像人一样进行常识的推理和思考。更重要的是,它可以跟人类进行无缝交流,成为我们的助手。”

(来源:Pixabay)

AI从工具升级为意识

从微软到 Facebook,再到回国,过去十年里陶芳波一直从事 AI 的研究。“10 年前我第一次接触 AI 时,那些像人一样的意识体吸引了我,让我对AI产生了很大的兴趣。而10年之后,我的工作是设计一个庞大的神经网络。”

神经网络是目前几乎所有AI背后的技术,简单地说,它是一个数值计算的工具。“10年前我觉得,我是在创造机器意识,而10年之后,我却是在创造一个数学工具。AI到底是创造意识,还是创造工具?”这是困扰他的问题。

1956年8月31日,美国计算机科学家约翰·麦卡锡(John McCarthy)等人发起了达特矛斯夏季人工智能研究计划,相关会议持续了一个月,会上首次提出了AI,并催生了后来AI革命,因此该会议也被誉为“AI缘起”的地方。

图 | 达特茅斯会议部分与会专家(来源:资料图)

当时他们提出的AI,指的就是像人一样的意识体,或者叫做通用AI。然而遗憾的是,当时的科学家未能创造出意识。因此,此后AI开始分裂变成更简单的子领域:机器人,机器学习,计算机视觉,自然语言处理等等。在过去的70年内,这些学科都各自产生了巨大的进步。不过,在他看来若以是否创造了意识来衡量,AI的问题仍未解决。

“70年后的今天,创造意识的这个使命,落在了我们这一代研究者的肩上。”离开Facebook后,陶芳波做了一个决定:开始关于意识的创造,为万物赋予意识。他组建了一支由脑科学家,计算机科学家,芯片科学家,物理学家,数学家,复杂系统科学家组建的团队,经过努力,团队成功创造了具有“意识”形态的AI系统。尽管在他看来,这个意识系统仍然“不太聪明”,但已迈出了AI研究创造性的一步。

脑科学与认知科学赋予AI思考能力

AI从工具升级成为意识,首先需要明白智能是什么。他介绍,人类的智能可分为四个层次,最下面一层称为感知和直觉,在认知科学中叫做系统1。它本质上是一种动物智能,也就是对环境做出条件反射式反应的能力。第二层是认知和理性,也就是系统2。这是人类独有的能力,例如计算数学题,科学研究都需借助理性。第三层是被称为系统0的自我意识,这是一个人存在的长期驱动力。第四层是智慧和灵性,人可以向内探索存在的意义,甚至否定自我意识。

“目前的AI,类似于用数据拟合直觉,所以本质上只是在系统1运作。而机器人反叛人类,需要达到第四层智慧的觉醒,”陶芳波说,“我们要创造的机器意识,既不是能反抗人类的机器人,也不仅仅是数据工具。所以我们希望,能够把第一层到第三层融合起来。”经过长期的实验和分析,他发现,要想实现三个层次的融合,必须借助脑科学的知识。

他介绍称,大脑不是一个单一的模型,它包含许多独立的模块,共同构成了一个复杂系统。过去许多AI技术,或多或少获得了大脑的启发。大脑和AI的关系可以分为三个尺度。首先是微观的脑启发,即通过模仿人脑的神经元,创造出人工的神经元;其次是中观尺度的深度学习和神经网络,即研究一个特定的任务,如何通过一条神经动力学的链路完成。

例如,人脸识别就是模仿信息怎样从眼球进入到视觉神经,最后在大脑皮层完成计算,形成判断。目前的AI研究基本上集中于这两个层次,而很少有科学家从大脑的宏观结构来构造全脑模型。然而,大脑的意识和通用能力,本质上源于大脑的整体性。人类的记忆系统,意识,新皮层,不是为一个特定的任务而存在的。因此,他认为,如果要创造机器意识的话,必须抛开原来由点到线的过程,从整体性的角度来考虑,开辟大脑和AI的第三个尺度。

(来源:Pixabay)

脑科学给AI提供了结构上的参考,这是一种自下而上的视角。人脑的感知是一个多感官融合的系统,丘脑,皮层,海马体等都参与到了认知的过程中。通过模仿这些组块,可以设计常识系统,推理系统。最后再学习大脑的结构,能够设计一套感知系统和认知系统。

“只有结构,意识不能出现,还需要注入思维。因此,认知科学就显得至关重要。”陶芳波介绍。认知科学可以自上而下地描述人类的思维过程,它有两个关键的理论:脑语言和全局工作站理论。前者指的是人们在思考过程中,用来描述思维过程的大脑内部语言;后者指的是大脑把众多的复杂模块组织起来,共同完成任务。“当我们把大脑的全局结构与脑语言和全局工作站理论,合到一起的时候,神奇的事情发生了——我们获得了一个不一样的AI,一种‘意识’。”他说。

机器意识带来交互革命

科幻作家威廉·吉布森曾说:“未来已来,只是尚未流行。”尽管目前的机器意识仍处于较为初始的阶段,但他相信,在未来AI一定可以跨越工具的属性,获得意识。“当我们可以为万物赋予意识时,人类文明会来到一个全新的阶段。”他说,“在这个新世界里面,人类的意识和机器的意识,将跟我们一起来创造工具,改造世界。”

机器意识的创造将带来一场交互革命。几百年的科技发展有一条隐藏的脉络,那就是交互的逻辑。目前,交互正在朝着人类意识的中心——大脑走去。这意味着,我们将越来越少接受现实世界的信号,越来越多地接受虚拟的信号。“因此,曾经生活在物理宇宙的人类,将生活于一个全新的空间——虚拟宇宙。那时,人类意识将和机器意识共存,物理宇宙和虚拟宇宙也将同时存在,人类最终从二元文明进入到四元文明。

来源:麻省理工科技评论