哈佛大學與穀歌DeepMind人工智能實驗室的科學家們聯手，成功創造了一隻虛擬的AI老鼠，這一技術突破不僅展示了人工智能在模擬生物行為方面的巨大潛力，更可能開創一個名為“虛擬神經科學”的全新研究領域。這項研究的意義不僅限於技術層面，它還可能對腦科學和機器人學產生深遠的影響。
虛擬大鼠的誕生是科學家們模仿自然界進化奇蹟的結果。人類和動物能夠靈活移動，這是長期進化的成果。通過研究智力相當於8歲兒童且身體控制能力精妙的老鼠，科學家們試圖破解大腦如何控制複雜動作的秘密。與以往的研究不同，這次科學家們並沒有犧牲真實的小白鼠，而是創造了一隻虛擬的AI老鼠，它能夠模仿真實囓齒動物的所有動作，甚至展現出一些未經明確訓練的新奇行為。
這項開創性的研究發表在《Nature》雜誌上，展示了虛擬控製網絡中的激活狀態能夠準確預測真實老鼠大腦中的神經活動。研究小組利用從真實老鼠身上記錄的高分辨率數據，訓練了一個人工神經網絡，作為虛擬老鼠的“大腦”，在MuJoCo物理模擬器中控制其身體。這一成果標誌著“虛擬神經科學”這一新領域的誕生。
谷歌DeepMind的Matthew Botvinick表示，團隊從構建具身智能體的挑戰中學到了很多，這些AI系統需要在復雜環境中將思考轉化為實際行動。研究生Diego Aldarondo與DeepMind的研究人員合作，訓練了人工神經網絡，以實現逆動力學模型，這與大腦指導運動的方式相似。這一研究不僅有助於理解大腦的工作原理，還可能為設計改進的機器人控制系統提供新的思路。
研究人員認為，這些模擬可以開創“虛擬神經科學”領域，為研究神經迴路提供方便、透明的模型。該平台有可能用於設計改進的機器人控制系統，使機器人的動作更加流暢。此外，這個平台允許研究人員測試不同神經網絡的生物真實性，了解它們應對複雜挑戰的能力，這可能是探究行為神經基礎的一種非常富有成效的方法。
哈佛大學與穀歌DeepMind人工智能實驗室的合作，為虛擬大鼠研究提供了必要的資源和訓練網絡的機會。雙方的合作旨在推進對真實大腦如何產生復雜行為的理解。這項研究不僅讓我們對AI和神經科學之間的交叉合作有了更深的認識，也為我們提供了一個全新的視角來觀察和理解大腦的工作原理。隨著虛擬神經科學的發展，未來我們或許能夠設計出更加靈活、智能的機器人，讓它們在復雜環境中自如行動。
論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07633-4