“虚拟海蛞蝓”能像真实海蛞蝓一样感知饥饿和危险,或许将有助于深入了解生物体做出复杂决策的原因 “虚拟海蛞蝓”能像真实海蛞蝓一样感知饥饿和危险,或许将有助于深入了解生物体做出复杂决策的原因
这张图片描绘了海蛞蝓表现出来的某些行为。伊利诺伊大学的研究者希望“虚拟海蛞蝓”能够帮助他们了解海蛞蝓在自然环境中做出某些选择的原因。 这张图片描绘了海蛞蝓表现出来的某些行为。伊利诺伊大学的研究者希望“虚拟海蛞蝓”能够帮助他们了解海蛞蝓在自然环境中做出某些选择的原因。

北京时间4月3日消息,据国外媒体报道,美国研究人员开发出了一种“虚拟海蛞蝓”(Cyberslug),能够表现出类似真实海蛞蝓的行为。这种具有人工智能的捕食者以一种学名为Pleurobranchaea californica的海蛞蝓为模拟原型,能够对食物做出反应,甚至可能具有自我认知能力。

此外,这种虚拟海蛞蝓还能对其他海蛞蝓做出十分真实的反应。美国伊利诺伊大学的拉诺·吉勒特教授解释称,这种虚拟海蛞蝓与其他虚拟实体不同,并且具有简单的自我认知能力。“也就是说,它将自己的动机和记忆与其对外界的感知联系起来,并根据这些信息给予的感受来做出反应,”吉勒特说道。

举例来说,这只虚拟海蛞蝓能够知道什么时候感到饥饿。研究人员在论文中写道,“它还知道哪些虚拟海蛞蝓吃起来很可口,哪些就没那么诱人。”

吉勒特解释称,在野外环境中,当海蛞蝓遇到其他生物时通常会在3种反应中做选择:“我能吃它吗?我能与它交配吗?或者我该逃跑吗?”为了做出正确的决定,海蛞蝓必须能够觉察到饥饿感,还必须掌握环境线索,如其他生物体的气味,以及以往的记忆等。

回忆起以往的经历能帮助海蛞蝓避免被同类或其他动物反复攻击。“它们的默认反应是逃避,但是饥饿、感知和学习等因素综合在一起,形成了它们的‘食欲状态’,如果这足够高,海蛞蝓还是会发起攻击,”吉勒特解释道,“当P.californica极度饥饿的时候,它甚至会攻击一个会引起痛苦的刺激物,而如果不饿,它通常甚至会避免食欲刺激。这是一个成本收益的决定。”

此前研究中,吉勒特对海蛞蝓的大脑回路进行了深入分析,甚至到了“个体神经元”的程度。这些大脑回路使海蛞蝓在复杂的环境中很好地生存了下来。“虚拟海蛞蝓可以模拟海蛞蝓做出靠近或避开潜在猎物决定的过程,”报告称,“未来这一软件还将为发展更加真实的人工智能系统提供基础。”

利用对海蛞蝓物种P.californica的研究数据,研究人员在虚拟海蛞蝓身上重现了海蛞蝓做决定的过程。研究报告称:“通过刺激虚拟掠食者饥饿水平和学习能力之间的联系,研究人员展示了这两种因素都是合理调节猎物消耗量和猎物类型所必需的。”

这项新研究还可以为我们带来另一个启示,即通过对简单模型的改进和补充,就可以模拟复杂的决策过程,帮助科学家更好地了解社交行为和上瘾过程。

吉勒特的团队构建了模型并进行了测试,而一开始实验所用的计算机模拟都很简单。最初用来模拟海蛞蝓大脑的回路板存储在一个泡沫塑料外卖容器里。“新模型使用了更加精细的算法,以模拟虚拟海蛞蝓的竞争目标和决策过程,”报告解释称,“随着时间推移,它知道了哪些可以咬,哪些不能咬。就像P. californica一样,它吃得越多,就越会感到满足,并更可能避开其他生物。但随着饥饿感回来,虚拟海蛞蝓又会变成不那么挑剔的捕食者。”

吉勒特表示,未来的研究应当关注回路的增加,以使虚拟海蛞蝓表现出更强的认知能力。“我认为海蛞蝓能很好地模拟古老的脑回路核心,这些回路依然存在于我们的大脑里,为所有更高层次的认知能力提供支持,”他说,“现在我们有了一个可能非常类似古代大脑的模型。”(任天)

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