高精度智能線蟲誕生可蠕動(dòng)前行！

　　智源研究院生命模擬研究中心負(fù)責(zé)人馬雷介紹，通過(guò)計(jì)算秀麗線蟲神經(jīng)電動(dòng)力學(xué)信號(hào)，將其傳到肌肉模型，通過(guò)肌肉模型不斷地傳導(dǎo)到前面與環(huán)境互動(dòng)的部分，然后通過(guò)線蟲的肌肉和水流環(huán)境的互動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)前行。

　　“現(xiàn)在，它只是初步表現(xiàn)出類似生物線蟲的趨利（食物）避害（毒物）能力，下一階段將逐步實(shí)現(xiàn)拐彎、避障、覓食等復(fù)雜智能行為。”馬雷說(shuō)。

　　據(jù)了解，作為一種無(wú)毒害、可獨(dú)立生存的最小模式動(dòng)物，秀麗線蟲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單卻功能完備：僅約1毫米體長(zhǎng)、302個(gè)神經(jīng)元，卻足以完成感知、逃逸、覓食、交配等一系列通用智能行為。

　　這只透明小生物，是科學(xué)研究界的“常客”，近20年來(lái)3次諾貝爾獎(jiǎng)都與它有關(guān)。它是“最簡(jiǎn)單的生命智能體”，也是通過(guò)生物神經(jīng)機(jī)理模擬實(shí)現(xiàn)通用人工智能的最小載體。

　　2020年10月，《自然》子刊發(fā)表了一篇關(guān)于神經(jīng)元的論文，媒體在報(bào)道時(shí)使用的標(biāo)題是“19個(gè)神經(jīng)元控制了一輛自動(dòng)駕駛汽車”。

　　“這雖然有些夸張，但也反映了生物神經(jīng)元計(jì)算的巨大潛力。”馬雷說(shuō)，之所以要做高精度的秀麗線蟲神經(jīng)元模型，是因?yàn)樯锷窠?jīng)元表征生物智能性，精細(xì)化程度越高，意味著智能水平也越高，通過(guò)實(shí)現(xiàn)更高精度的秀麗線蟲神經(jīng)系統(tǒng)，可幫助深挖生物智能更多潛力。

　　“從事智能生命的模擬，可以說(shuō)是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)但是又充滿希望的工程。”智能研究院院長(zhǎng)黃鐵軍說(shuō)。

　　目前，高精度秀麗線蟲模型已突破了神經(jīng)系統(tǒng)與肌肉動(dòng)力學(xué)結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)，有望推動(dòng)生物神經(jīng)元精細(xì)模擬進(jìn)入新領(lǐng)域。“我們的目的是通過(guò)構(gòu)建生命智能模型挖掘生物智能機(jī)制機(jī)理，啟發(fā)和探索新一代人工智能。”黃鐵軍強(qiáng)調(diào)。

　　這是目前生物精度最高的仿真秀麗線蟲。馬雷介紹，他和團(tuán)隊(duì)已完成了秀麗線蟲全部302個(gè)神經(jīng)元及其連接關(guān)系的精細(xì)建模，對(duì)其中106個(gè)感知和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行了高精度建模，整體精細(xì)程度達(dá)到國(guó)際最高水平；神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模擬采用多艙室模型，單神經(jīng)元艙室最多2313個(gè)，神經(jīng)元生理模擬支持14種離子通道，實(shí)現(xiàn)了亞細(xì)胞級(jí)別的精細(xì)突觸位點(diǎn)連接。

　　“環(huán)境是智能的搖籃。”馬雷說(shuō)，極致的環(huán)境模擬對(duì)于數(shù)字智能生命研究至關(guān)重要。環(huán)境變了，對(duì)應(yīng)的生命體的結(jié)構(gòu)、行為、智慧，復(fù)雜程度都大不一樣。

　　為此，團(tuán)隊(duì)還實(shí)現(xiàn)了仿真秀麗線蟲與仿真環(huán)境的全閉環(huán)模擬，訓(xùn)練出由高精度神經(jīng)系統(tǒng)控制的、與環(huán)境實(shí)時(shí)交互的仿真秀麗線蟲，使其能夠像真實(shí)線蟲一樣嗅探并控制身體蠕動(dòng)到感興趣的目標(biāo)。

　　“高精度智能線蟲的誕生，也許只是向生命智能邁出的第一步，卻代表了一種計(jì)算智能生命的誕生。”黃鐵軍說(shuō)。

　　黃鐵軍表示，未來(lái)，天演團(tuán)隊(duì)還將致力實(shí)現(xiàn)多個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)規(guī)模的生命數(shù)字孿生，從果蠅、斑馬魚、小鼠、直至最高智慧的人類大腦，沿著模式動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)化路線，把生命模擬的規(guī)模做得越來(lái)越大。

　　“當(dāng)然，規(guī)模大僅僅是一方面，更重要的是精細(xì)，要貼近生物，逼近生物，才能重新認(rèn)識(shí)生物智能機(jī)理，打造從生命智能到通用人工智能的可行性路徑，從而對(duì)新一代人工智能真正起到支撐作用。”黃鐵軍說(shuō)。