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AI巴士没用;AI成功捉迷藏,是个突破;人类应激反应原来不靠肾上腺素【前沿技术周报】
2019-09-20 22:18

AI巴士没用;AI成功捉迷藏,是个突破;人类应激反应原来不靠肾上腺素【前沿技术周报】

文章所属专栏 前沿技术情报所

 周末又要来临了。本周周报,我们一起来回顾并探讨一下最近前沿技术与应用里面的新鲜事。


1.支付宝在上海推出了“AI定制巴士”,用AI决定线路和站点。市民多一种出行选择当然好,但这事不免让人犯嘀咕:一个城市哪里人多人少,本地人拍脑袋都知道,还用得着AI吗?再深入想一下,为什么AI在公交出行这块没什么作为?


2.再看点技术含量高的。马斯克等硅谷大佬组建的AI非盈利组织OpenAI最近做了一项新研究,让多个软件或者硬件形式的AI智能体去玩捉迷藏的游戏,在竞争中学会做推理决策,结果这些智能体还真学会了搬箱子掩藏等捉迷藏策略。这项研究究竟有什么价值?


3.捉迷藏这种游戏挺刺激的。人在受到压力、惊吓、兴奋等环境影响时,一般认为会产生肾上腺素,增加能量供应。但最近美国哥伦比亚大学一项研究显示,人在面临压力时,骨骼分泌的骨钙素会发挥更大的作用,而不是肾上腺素。这个骨钙素是什么,这项研究又有什么临床应用价值?


来看正文的讨论吧。


“定制巴士”傍AI大腿

 

支付宝最近在出行领域做了一件引人关注的事,就是与飞路巴士、公交云在上海联合推出了AI定制巴士,这条巴士线路运行在上海的松江至张江之间,行驶途中不停靠,只停在人流密集的小区和写字楼门口。用户在支付宝上可以预定车票,支付宝称,“AI定制巴士”用AI来决定线路和站点,比传统公交线路节约30%耗时。支付宝预计,三年时间内会将定制巴士推广至全国。

 

支付宝推出的AI定制巴士


这确实给了市民一个新的出行选择。但这个事的槽点在于AI在其中的作用不明显。只要对上海稍微有点了解的都知道,张江上班的人多,松江居住的人多。这根本用不着AI去判断。而且定制巴士、大数据确定站点早已经不是什么新鲜事了。在北京,北京公交集团开设的定制公交已经有几十条线路了,例如从通州到中关村、从昌平到中关村等热门线路。

 

虎嗅网友对“AI定制巴士”的吐糟

 

支付宝当然也有自己的说法。此前支付宝联合高德、公交云共同研发AI智能出行分析产品“公交数据大脑”,此次的定制巴士也是基于这个产品,并宣传称系统自动设计线路走向、设站、发车班次。这应该是支付宝在全国推广AI定制公交的数据基础。


不过观察业界可以发现,不管是百度地图、高德地图、四维图新,还是传统图商,在公交出行领域都没有太多作为。大家集中服务的B端客户主要是服务城市规划、交警等部门,公交领域的AI应用不多。为什么会如此?


公交出行遇到的问题很复杂,数据的价值没那么大。公交公司也有自己的数据,当然也能发现哪条线路人多拥挤,但调整公交线路、公交站点不是可以全部按数据来的。


一方面公交公司有公益属性,不是说这条线路人少,就可以随意撤销,还是要考虑沿线居民的基本出行需求。另一方面公交公司也有财力、运力的限制,车辆也不是随意添加的,不是发现了哪个线路人多,就可以任意加大运力。数据有,但不能全部按照数据揭示的出行规律来办事。


“公交数据大脑”更多还是对做巴士定制的公司有价值,可以缩短线路确定的时间成本与调研成本。

  

AI去完捉迷藏游戏会怎样?

 

定制巴士或多或少有点“伪AI”的概念。下面来看一下更硬核一点的AI技术。


OpenAI,这家由马斯克等多个硅谷大佬创建的非盈利组织,致力于实现通用智能。前段时间刚刚获得微软10亿美金的支持,可以获得微软云服务的强大算力。最近OpenAI借助获得的算力做了一个尝试,让两个AI智能体(即能自主活动的软件和或者硬件实体)去做捉迷藏的游戏,使之具备更强的智能性。

 

人能有很高的智能,是在各种复杂的竞争、合作等关系中练就的。OpenAI的研究者也想让智能体在这种关系中提高智能。捉迷藏是一个很好的手段,规则简单,锻炼性也好。小孩子很喜欢捉迷藏,也在捉迷藏游戏中增强了策略性与反应能力、合作能力。对于智能性不高的AI来说,通过捉迷藏来锻炼,很合适。

 

研究人员让一方扮演“寻找者”,另一方扮演“躲藏者”,环境比较简单,有静态墙构成的房间,还有不同尺寸的可移动箱子和可移动坡道。研究人员用强化学习来训练智能体,并在研究中设计了几个策略阶段。

 

捉迷藏游戏中的双方

 

在第一阶段,寻找者和隐藏者都不会操纵环境中的物体,遵循着比较简单的躲避和追逐策略。经过2500万个回合后,变化产生了,躲藏者学会了移动和锁定在环境中的箱子和路障,以在自己周围建立堡垒,另外,他们还制定了协调与分工,例如相互传递物体,以加快建造堡垒,避开寻找者。

 

大量的实验之后,寻找者也在觉醒。游戏进行了7500万回合之后,寻找者开始学会了在躲藏者的要塞旁边移动一个坡道,并用它来爬过墙壁。

 

躲藏者业在大量训练后做出反应,学会将坡道移入他们的房间,使得寻找者无法用坡道来越过墙壁。躲藏者还学会了使用细长箱子建造更强大的城墙来躲避。


寻找者也不是吃素的,在游戏进行到3.8亿回合时,寻找者跳到一个盒子上并利用动力越过墙壁,去寻找躲避者。躲藏者做出反应,学会在建造堡垒之前锁定所有箱子,让那些寻找者失去助力工具。


寻找者借助箱子越过城墙

 

做这么大规模的训练,需要消耗很大的算力,带来的价值是什么?


虽然看上去只是简单的捉迷藏游戏,但却为训练更复杂、更高级的人工智能提供了有前景的方案。我们常见的人工智能多集中在感知智能阶段,比如视觉识别、语音识别,让机器有了视觉和听觉。但让机器学会认知并实现决策,真正让机器有脑子,是更有价值也更有难度的事情。

 

这个实验证明,通过简单的游戏规则、多个智能体相互竞争与大规模的强化学习算法相结合,可以刺激智能体去学习和掌握复杂策略与技能


强化学习作为机器学习的一个分支,本身就是要去解决智能体的自动决策并连续做出决策的能力。我们熟知的机器学习,是让机器去学习大量的已经标注过的数据,发现各种维度之间的关系,比如你已经标注好了一张人脸图片,五官之间的比例关系是怎样的。当机器识别到一张图片的五官比例关系跟你提供的标注数据一致,就认出你提供的人脸图片。


而强化学习不一样的地方在于,包含了智能体、环境、行动、奖励四个元素,训练数据是没有任何标签的,智能体尝试做出一些分析行为并得到一个结果,如果对了就得到正向奖励,如果错了就得到反向奖励,不断的试错过程中去形成更多的正确决策。就像养了只宠物,如果它总是把屋子弄的很乱,就给它减少食物,如果它开始保持屋子的整洁,就多给它食物,这样宠物就慢慢学会做出保持屋子整洁的决策。

 

在这个实验中,智能体没有被设定有某种决策能力,而是在应对各种环境中,去学会使用各种工具,获得人类经常采用的相关技能,生成人类才会有的策略,更有灵活变通的能力。这跟小孩子在生活中应对各种环境从而获得智慧的途径非常相似。延续这样的研究思路去训练智能体或者机器人,有望使之有更好的智能性,有可能成为通向通用AI的第一步。

 

这会有更大的应用潜力。比如现在AI主要场景是安防,AI安防主要在做的事就是用技术去识别、分析视频中的信息,找到嫌疑人的线索。后面的办案信息整合、分析,按照线索去推理,都是警察的事,也因此对警察的经验要求很高。


AI经过训练后,如果能够有更好的推理、生产策略的能力,可以发挥整合数据能力强的优势,把视频分析数据、位置移动数据、身份信息、社交信息等做全面吸收,再通过学习历史案件信息去深化推理能力,可以形成更具可能性的办案线索,提供给警察,警方办案的效率会更高

 

对压力做出反应的,不是肾上腺素,而是骨钙素

 

我们人类在面对压力、恐惧时,身体会分泌激素。如果持续地玩捉迷藏,持续地分泌激素,任何人的身体也受不了。

 

有一个词汇相信大家都很熟悉就是肾上腺素。当人面对压力、兴奋、恐惧从而产生应激反应时,身体会分泌肾上腺素,使人心跳与呼吸加速,血液流动也加速,为身体提供更多能量与动力。我们也应该有体会,当考试临近结束快交卷时,往往会心跳加速,这里面也有激素的作用。肾上腺素在拯救濒死的人和动物时有独特的作用。


但据科技日报报道,最近《细胞代谢》杂志近日发表的一项新研究表明,当人的身体面对压力作出应激反应时,人体骨骼所分泌的骨钙素可能比肾上腺素更加重要

 

美国哥伦比亚大学遗传学家杰拉德·卡森迪带领的研究小组进行了此项研究,他们发现,骨骼不仅起到支撑身体的作用,还能分泌骨钙蛋白,这种激素可以控制血糖水平并燃烧脂肪,对维持大脑功能也具有重要作用。而在应对压力时,骨钙素相比于肾上腺素起了更决定性的作用

 

研究小组将小白鼠放置在不同的压力源之下,在2—3分钟内,小白鼠骨钙素水平翻了两番。对人进行研究,发现当让一些人进行演讲时,骨钙素水平也是飙升。继续拿小白鼠做实验,研究人员通过基因改造使一部分小白鼠不能分泌骨钙素,再把这些小白鼠投入到压力环境,小白鼠几乎无动于衷。研究人员又为一些正常的小白鼠注入骨钙素,小白鼠则在没有压力的情况下进入战斗状态。

 

这项研究显示,骨钙素是决定身体何时转变为战斗或逃跑模式的关键,而不是肾上腺素。做出这样的判断也是因为,一些生病的人不会产生大量的肾上腺素,但也会对压力、危险环境做出激烈的反应

 

当然,面对压力时产生大量肾上腺素,也是经过科学证实的。此次研究则表明骨骼所分泌的骨钙素在面临压力时所起的作用可能更大。至于骨钙素是怎样的压力下产生的,怎样发挥作用的,是否因人而异,还需要科学家继续加以研究。

 

依据这样研究,骨钙素可能会有更大的临床使用价值。以往的研究显示,骨钙素有骨代谢调节激素的作用,对骨生长有重要意义,在一些内分泌疾病的诊断和发病中也具有一定作用,临床上广泛应用骨钙素诊断和监测骨骼疾病、恶性肿瘤、内分泌疾病及妇科疾病等。如果对骨钙素的研究更加深入,其临床应用可能会更加丰富,去取代肾上腺素的一些应用,如用于心脏骤停的抢救和过敏性休克的抢救。

 

另外,我们的常用语也可能要更新,以前常说赛车等运动很刺激,让人肾上腺素飙升。以后我们可能得说:这事太刺激让人骨骼素爆棚。


对此感兴趣的读者可以看原论文。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.08.012

 

对于A在公交领域的应用,对于更高层次的AI,对于骨钙素,您有什么高论,也欢迎在评论区留言。

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