何静:模拟“椋鸟相随降落”,AI的“群体智能”或走得更远? 2021年5月23日,《文汇报》第八版 在最新发布的《新一代人工智能发展规划》中,中国将"群体智能(Swarm Intelligence)“作为新一代人工智能发展的核心研究领域,甚至是整个信息社会发展的核心驱动力。一旦应用领域有新案例的人工智能拥有群体智能,计算机就可以完成人类思维、行动和合作等各种事情。 群体智能的研究源于生物学家和动物学家对鸟类、鱼类、昆虫和其他动物的社会行为的观察。在这方面,著名物学家和诺贝尔奖得主尼克拉斯是首屈一指的权威*廷伯根(Nikolaas Tinbergen)。他的研究始于20世纪20年代和30年代。1946年,廷伯根的研究大师体现在代表作《动物的社会行为》的荷兰语中。 我很高兴这本书于2021年1月出版。1946年的书今天过时了吗?恰恰相反。《动物社会行为》解释了动物群体行为和智力的构成、功能和因果机制,探索动物认知、人类社会结构,特别是仍存在争议的人工群体智能,仍具有很高的参考价值。 **昆 由于光源的聚集,虫子随之降落,谁是群体? ** 何静:模拟“椋鸟相随降落”,AI的“群体智能”或走得更远? 对于星鸟来说,它们依赖于数量少、极其简单的规则,以及相互作用和反应来决定下一步,并最终导致复杂的行动 荀子说:“人力不如牛,走不如马,牛马为用,何必呢?说:人能群,彼不能群。“有多少个体能构成荀子意义上的"群”,并获得超越个人的智力和行动能力?自古希腊以来,西方知识体系中的个人主义取向已经确立,行为动物学在19世纪成为一门独立的学科。绝大多数生物学家提倡通过探索个人行动模式来理解更高层次的群体模式。 将群体行为还原为个体行为进行"自下而上”研究方法是主流进路。廷伯根通过广泛观察和反复观察银鸥、三刺鱼群中的群体生活、求偶、斗争和合作,廷伯根主张将群体视为一个群体“超级个体”,并关注群体“自上而下”群体行动和智能的出现。 这意味着,在夏夜,当数百只昆虫被光源吸引并聚集在灯泡周围时,它们并不构成一种群体行为。但在冬夜,大量的星鸟像黑旋风一样在栖息地上飞翔,有时左转,有时向上……直到最终以完美的秩序相互降落,才构成群体行为。 这两种情况的区别在于,昆虫只是一个简单的聚集;对于星星来说,它们依赖于数量少而极其简单的规则,以及相互互动和反应来决定下一个行动,并最终导致复杂的行动。廷伯根强调,动物社会学需要探索的是同一物种的相互关系,而不是孤立的个体的能力。 **动 如何合作:利用"信号刺激"刺激特定的释放行为 ** 何静:模拟“椋鸟相随降落”,AI的“群体智能”或走得更远? 在真实的自然场景中,廷伯根强烈提倡探索诱发行动的原因,理解适应性高的行为结构 在《约定论》一书中,路易斯(D.Lewis)所有个人都强调群体行动所拥有的"共享知识"维持它。但有些行为无法解释。例如,肉鸟大多是合作喂养者,雄鸟狩猎,雌鸟负责保护幼鸟。这种合作将持续到幼鸟成熟,并能完全独立捕食。黄色粘球菌是合作猎人。当他们饿的时候,他们会成群结队地聚集成子实体,产生毒素,最终侵蚀和消化猎物…… 因此,我们首先要问:动物合作的目的是什么?我们假设,这种自然界中常见的合作现象必须服务于某种目的或在生命过程中发挥重要作用。在最严格的意义上,所有生命体的目标都是保存在个体、种群和物种中。 廷伯根经常使用器官和个体之间的关系来隐喻个体和群体之间的关系。一方面,每个器官都有不同的功能,但它决定了个体的功能,只有器官运行得当的个体才能生存;但另一方面,当器官与个体分离时,就像蜜蜂和工蜂一样,脱离群体的珊瑚虫无法独自生存。这意味着,尽管个人会失去自己的一部分"主权”,然而,超越自身智能水平的群体智能通过合作涌现,最终获得自身利益。 然而,动物通过群体合作生存并不意味着它们可以"深谋远虑"。 例如,如果鸟类父母能够理解孵化和喂养后代的功能,那么小布谷鸟寄居的鸣禽父母就不会看到自己的孩子在小布谷鸟把孩子扔出鸟巢后死去;银鸥的父母不会在小银鸥死前尽力保护它,而是在它死后狼吞虎咽地吃掉它……
20世纪30年代,关于动物生物学的研究大多来自"扶手椅"理论推理。然而,廷伯根强烈提倡探索在真实的自然场景中诱发行动的原因,以了解高度适应性的行为结构。廷伯根建议,动物的社会合作主要取决于释放系统,除了高度哺乳。 此外,行动者利用自然"信号刺激",刺激反应者的特定释放行为。在进化过程中,动物形成了传递关键信息的刺激行为,如特殊颜色的图案或结构,或特定的姿势,如"舞蹈"等等,让反应者做出快速而简单的反应。听觉、视觉和触觉的刺激都以显著性和简单性为主要特征,促使群体中的其他成员做出反应"直接而恰当"的反应。 从角度来看,一方面,群体中的每个人天生就对自己物种的信号敏感;另一方面,个体反应与合作的结果不断被群体生存测试和测试,从而决定个体的属性。这种释放关系不仅存在于种子合作中,在各种间合作的情况下,动物的群体行为是可能的。 **AI “群体智能":动物社会行为模拟将走得更远 ** 何静:模拟“椋鸟相随降落”,AI的“群体智能”或走得更远? 美国Unanimous AI公司通过连接网络用户群建立了人工群智能在线平台- UNU。在UNU在平台上,网络用户根据实时的系统信息做出个人选择或提出个人意见,然后系统将这些答案汇总在一起,最后,以集体的形式确定他们认为最正确的预测。 显然,基于动物社会行为模拟的人工群体智能比旧的计算模型要远。然而,它是人工智能吗?“奇点”?生物学意义上的智能和人类创造的人工智能真的结合了吗?这样的问题不仅是科学问题,也是哲学问题。 作者:何静(华东师范大学哲学系副教授) 编辑:周怡倩 钱亦琛 编辑:李念 *请注明文汇独家稿件的来源。