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2023-08-14 15:46
猩猩学会玩《我的世界》,方法竟和GPT-4智能体相通?

本文来自微信公众号:新智元 (ID:AI_era),作者:新智元,头图来自:视觉中国


注意,这位玩家正在熟练地玩着《我的世界》,ta游刃有余地进行着收集零食和打碎积木的操作。


镜头一转,我们才发现:玩家的真实身份,竟然是一只猩猩!




没错,这是一项来自“猩猩行动计划(Ape Initiative)”的非人类生物神经网络实验。


而实验的主角Kanzi,是一只42岁的倭黑猩猩。


经过训练后,它学会了各种技能,挑战了乡村、沙漠神殿、下界传送门等环境,一路通关到达终点。


而AI专家发现,猩猩训练师教会它学技能的过程,竟然跟人类教AI玩Minecraft有诸多类似之处,比如上下文强化学习、RLHF、模仿学习、课程学习等。


一、当猩猩学会玩《我的世界》


Kanzi是来自Ape Initiative的一只倭黑猩猩,它是世界上最聪明的猩猩之一,听得懂英语,还会使用触摸屏。


在Ape Initiative,Kanzi能接触到各种电子触摸屏,这或许为它快速上手《我的世界》打好了基础。



人们第一次向Kanzi展示《我的世界》时,它一坐到屏幕前就发现了绿色的箭头,然后用手指划向了这个目标物上。



1. 学习三种技能


才不过几秒钟,Kanzi就发现了该怎样在《我的世界》中移动。


随后,它还学会了收集奖励。



每收集一个奖励,它都会得到花生、葡萄、苹果之类的零食奖励。



Kanzi的操作越来越娴熟。


它会分辨和目标箭头同样是绿色柱形的障碍物,在收集奖励时绕开它们。



当然,Kanzi也会遇到难关。它需要使用break工具击碎大的积木块,但这个操作,它此前从未见过。


眼看Kanzi卡住了,人类在旁边开始帮忙,指着所需的工具按钮。然而Kanzi看完后仍然没能领悟。


人类只好亲自上手,用工具敲碎了木块。Kanzi看完后若有所思,在所有人期待的目光中,它也有样学样,点击按钮后击碎了木块。人们瞬间爆发出欢呼。



现在,Kanzi的技能树已经集齐了两样:收集零食、打碎积木。



在学习山洞技能的时候,工作人员发现,如果从试图击碎的木块上滑落,Kanzi就会直接走掉。因此,人们为它特别定制了一个任务——在一个到处都是钻石墙的山洞中击碎木块,来证明它掌握了收藏和击碎的技能。


在山洞里一切都很顺利,然而,Kanzi却遇到了一个问题:它在墙角被卡住了。此时,就需要人类伸出援手。


最终,Kanzi到达了洞穴底部,击碎了最后一道墙。



人群爆发出欢呼,Kanzi也高兴地和工作人员击掌。



2. 骗过人类


接下来,有意思的来了:工作人员邀请了一位人类玩家,和Kanzi一起玩游戏,当然,他对于Kanzi的身份并不知情。


工作人员打算看一看,这位玩家会在多长时间后意识到,和自己一起玩游戏的并不是人类。


开始,这位小哥只是觉得,对方的移动速度慢到不可思议,当Kanzi的画面被展现到眼前,小哥直接被吓到后仰。



3. 走出迷宫


之后再玩《我的世界》,Kanzi越战越勇。


每当Kanzi收集到一个奖励,人们就会用欢呼的形式肯定它的行为,如果它失败了,训练员也会用鼓掌和欢呼鼓励它继续进行游戏。



这时,它已经学会解锁地下迷宫的地图:



击碎面前的障碍物:



找到紫水晶:



当Kanzi卡住的时候,它会出去散散心,拿回一根木棍放到自己旁边。


就算不幸失败,Kanzi也会点击按钮,让自己重生。



最后一关,是一个充满分岔路的巨大迷宫。



因为迟迟无法走出迷宫,Kanzi焦躁起来,开始拿着树枝尖叫,或者气得把树枝折断。



最终,它让自己平静下来继续闯关,走出了迷宫。


立刻,掌声和欢呼声把Kanzi包围了。



看来,《我的世界》是被Kanzi这只倭黑猩猩玩明白了。


二、教猩猩和教AI的相似之处


看着一只倭黑猩猩熟练地玩着电子游戏,多少会有点让人觉得有些荒诞和不可思议。


英伟达高级科学家Jim Fan对此评论道:“尽管Kanzi和它的祖先们一生从未见过《我的世界》,但它很快就适应了电子屏幕上显示的《我的世界》中的纹理和物理特性”。


而这与它们一直以来接触和生活的自然环境截然不同。这种泛化水平远远超出了现今为止最强大的视觉模型。


图源:推特


训练动物玩《我的世界》的技巧本质上与训练人工智能的原则是相同的:


  • 基于上下文的强化学习:每当Kanzi在游戏中达到标记的里程碑时,它就会得到一个水果或花生,激励它继续遵循游戏中的规则。


  • RLHF:Kanzi并不理解人类的语言,但它能看到训练人员为它加油打气,还会偶尔给出回应。来自训练人员的欢呼给了Kanzi一个强烈的信号:它走在正确的道路上。


  • 模仿学习:训练员为Kanzi演示了如何完成任务之后,它就立即掌握了相关操作的含义。演示的效果远远超出比单独使用奖励的策略。


  • 课程学习(Curriculum learning):训练员和Kanzi从非常简单的环境开始,逐步教导Kanzi掌握控制技能。最后,Kanzi能够穿越复杂的洞穴、迷宫和下界。


不仅如此,即便是使用了类似的训练技巧,动物的视觉系统就能在极短的时间内识别和适应新的环境,而AI视觉模型则会花费更多的时间和训练成本,甚至常常难以达到理想效果。


我们再次陷入莫拉维克悖论(Moravec's paradox)的深渊:人工智能与人类的能力表现相反。在我们认为无需思考或作为本能的低级智能活动中(如感知和运动控制),人工智能表现很糟糕。但在需要推理、抽象的高级智能活动中(如逻辑推理和语言理解),人工智能却很容易超越人类。


这正好对应了这个实验呈现的结果:我们最好的人工智能(GPT-4)在理解语言方面接近人类水平,但在感知、识别方面远远落后于动物。


三、网友:原来猩猩打游戏也会生气


Kanzi和LLMs都可以玩《我的世界》,但Kanzi的学习方式和LLMs之间存在着不可小觑的差异,我们要注意这一点。


图源:推特


面对Kanzi优异的学习能力,网友们开始了恶搞。


有人预见6年以后的世界将成为猩球大战......


图源:推特


或者是猩猩喝可乐,融入人类社会......


图源:推特


甚至马老板也中枪了,被做成了“猴版”马斯克。


图源:推特


也有人说,Kanzi是第一个拥有游戏玩家愤怒的非人类,ta很满意。


图源:推特


“如果Kanzi有自己的游戏频道,我会老老实实看的。”



“在玩游戏上,人类与倭黑猩猩没有太大区别。我们都受到奖励的激励,以执行某些任务并完成目标,唯一的区别是奖励的实际内容。”


“在《我的世界》中,Kanzi 开采钻石的奖励更即时、更原始(食物),而我们开采钻石的奖励则更延迟且与游戏相关。总之,有点疯狂。”



先是GPT学会了玩《我的世界》,现在倭黑猩猩也可以玩了,这让人不禁开始期待能用上Neuralink的未来。


图源:推特


四、Jim Fan教AI智能体玩《我的世界》


在教AI玩Minecraft上,人类早已积累了许多先进经验。


早在今年5月,Jim Fan团队就曾把英伟达的AI智能体接入GPT-4,做出了一个全新的AI智能体Voyager。



Voyager不仅性能完胜AutoGPT,而且还可以在游戏中进行全场景的终身学习!


它可以自主写代码独霸《我的世界》,完全无需人类插手。


可以说,Voyager出现后,我们离通用人工智能AGI,又近了一步。


1. 真·数字生命


接入GPT-4之后,Voyager根本不用人类操心,完全就是自学成才。


它不仅掌握了挖掘、建房屋、收集、打猎这些基本的生存技能,还学会了自个进行开放式探索。


通过自我驱动,它不断扩充着自己的物品和装备,配备不同等级的盔甲,用盾牌格挡上海,用栅栏圈养动物。


大语言模型的出现,给构建具身智能体带来了全新的可能性。因为基于LLM的智能体可以利用预训练模型中蕴含的世界知识,生成一致的行动计划或可执行策略。


图源:推特,Jim Fan:我们在BabyAGI/AutoGPT之前就有了这个想法,花了很多时间找出最好的无梯度架构


而在智能体中引入GPT-4,就开启了一种全新的范式(靠代码执行“训练”,而非靠梯度下降),让智能体摆脱了无法终身学习的缺陷。


OpenAI科学家Karpathy也对此盛赞:这是个用于高级技能的“无梯度架构”。在这里,LLM就相当于是前额叶皮层,通过代码生成了较低级的mineflayer API。


图源:推特


2. 3个关键组件


为了让Voyager成为有效的终身学习智能体,来自英伟达、加州理工学院等机构的团队提出了3个关键组件:


  • 一个迭代提示机制,能结合游戏反馈、执行错误和自我验证来改进程序;


  • 一个技能代码库,用来存储和检索复杂行为;


  • 一个自动教程,可以最大化智能体的探索。



首先,Voyager会尝试使用一个流行的Minecraft JavaScript API(Mineflayer)来编写一个实现特定目标的程序。


游戏环境反馈和JavaScript执行错误(如果有的话)会帮助GPT-4改进程序。


左:环境反馈。GPT-4意识到在制作木棒之前还需要2块木板。右:执行错误。GPT-4意识到它应该制作一把木斧,而不是一把“相思木”斧,因为Minecraft中并没有“相思木”斧。


通过提供智能体当前的状态和任务,GPT-4会告诉程序是否完成了任务。


此外,如果任务失败了,GPT-4还会提出批评,建议如何完成任务。


自我验证


其次,Voyager通过在向量数据库中存储成功的程序,逐步建立一个技能库。每个程序可以通过其文档字符串的嵌入来检索。


复杂的技能是通过组合简单的技能来合成的,这会使Voyager的能力随着时间的推移迅速增长,并缓解灾难性遗忘。


上:添加技能。每个技能都由其描述的嵌入索引,可以在将来的类似情况中检索。下:检索技能。当面对自动课程提出的新任务时,会进行查询并识别前5个相关技能。


第三,自动课程会根据智能体当前的技能水平和世界状态,提出合适的探索任务。


例如,如果它发现自己在沙漠而非森林中,就学习采集沙子和仙人掌,而不是铁。课程是由GPT-4基于“发现尽可能多样化的东西”这个目标生成的。


自动课程


作为第一个由LLM驱动、可以终身学习的具身智能体,Voyager的训练过程和猩猩训练过程的相似之处,可以给我们许多启示。


参考资料:

https://twitter.com/DrJimFan/status/1690041641514704896


本文来自微信公众号:新智元 (ID:AI_era),作者:新智元

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