باحثون يلجأون إلى الحيوانات لتزويد أنظمة التعلم التعزيزي بالحس السليم

يبحث باحثو الذكاء الاصطناعي من معاهد مثل كلية لندن الإمبراطورية وجامعة كامبريدج وغوغل ديب مايند في الحيوانات للاستلهام حول كيفية تحسين أداء أنظمة التعلم التعزيزي. في ورقة بحثية مشتركة نشرت في CellPress Reviews، بعنوان “الذكاء الاصطناعي والحس السليم للحيوانات”، يجادل الباحثون بأن إدراك الحيوانات يوفر معايير وطرق تقييم مفيدة للوكلاء الذين يتعلمون التعزيز، ويمكنه أيضًا إعلام هندسة المهام والبيئات.

لطالما نظر باحثو الذكاء الاصطناعي و مهندسوها إلى الشبكات العصبية البيولوجية للاستلهام عند تصميم الخوارزميات، باستخدام المبادئ من العلوم السلوكية وعلوم الأعصاب لإعلام هيكل الخوارزميات. ومع ذلك، فإن معظم الإشارات التي يأخذها باحثو الذكاء الاصطناعي من مجالات العلوم العصبية وعلوم السلوك تستند إلى البشر، مع خدمة إدراك الأطفال الرضع والصغار كمركز تركيز. لم يأخذ باحثو الذكاء الاصطناعي بعد الكثير من الإلهام من نماذج الحيوانات، ولكن إدراك الحيوانات هو مورد غير مستغل له القدرة على قيادة اختراقات هامة في مجال التعلم التعزيزي.

تُدرب أنظمة التعلم التعزيزي العميق من خلال عملية من التجربة والخطأ، مدعومة بالمكافآت كلما كان وكيل التعلم التعزيزي أقرب إلى إكمال هدف مرغوب. هذا يشبه إلى حد كبير تعليم حيوان لتنفيذ مهمة مرغوبة باستخدام الطعام كمكافأة. وقد أجريت العديد من التجارب لتقييم القدرات المعرفية للعديد من الحيوانات المختلفة، بما في ذلك الكلاب والدببة والسناجب والخنازير والغربان والدلافين والقطط والفئران والفيلة والأخطبوط. ويظهر العديد من الحيوانات عروضًا مثيرة للإعجاب من الذكاء، وقد يكون بعض الحيوانات مثل الفيلة والدلافين لهم نظرية العقل.

النظر إلى جسم البحث حول إدراك الحيوانات قد يلهم باحثي الذكاء الاصطناعي للاعتبار لمشاكل من زوايا مختلفة. مع نمو التعلم التعزيزي العميق وأصبح أكثر قوة وتطورًا، يبحث باحثو الذكاء الاصطناعي المتخصصون في هذا المجال عن طرق جديدة لاختبار القدرات المعرفية للوكلاء الذين يتعلمون التعزيز. في الورقة البحثية، يشير فريق البحث إلى أنواع التجارب التي أجريت مع الرئيسيات والطيور، مشيرًا إلى أنهم يهدفون إلى تصميم أنظمة قادرة على إنجاز مهام مماثلة، مما يعطي الذكاء الاصطناعي نوعًا من “الحس السليم“. وفقًا لمؤلفي الورقة، فإنهم “يدعون إلى نهج يكتسب فيه وكلاء التعلم التعزيزي، ربما مع هياكل لم يتم تطويرها بعد، ما هو مطلوب من خلال التفاعل المطول مع بيئات افتراضية غنية.”

كما ذكرت VentureBeat، يجادل باحثو الذكاء الاصطناعي بأن الحس السليم ليس سمة فريدة من نوعها للبشر ويعتمد على فهم للخصائص الأساسية للعالم المادي، مثل كيفية احتلال كائن لموقع وفضاء، ما هي القيود على حركات ذلك الكائن، والتقدير للاسباب والنتائج. وتعرض الحيوانات هذه الصفات في الدراسات المختبرية. على سبيل المثال، تفهم الغربان أن الأشياء هي أشياء دائمة، لأنهم能够 استرجاع البذور حتى عندما يتم إخفاء البذرة عنهم، مغطاة بآخر كائن.

为了 أن يمنح نظام التعلم التعزيزي هذه الخصائص، يجادل الباحثون بأنهم سيحتاجون إلى إنشاء مهام، عندما يتم ربطها بالهيكل الصحيح، ستخلق وكلاء قادرة على نقل المبادئ المكتسبة إلى مهام أخرى. يجادل الباحثون بأن التدريب على مثل هذا النموذج يجب أن يتضمن تقنيات تتطلب من الوكيل الحصول على فهم لمفهوم بعد التعرض لعدد قليل من الأمثلة، تسمى تدريب القليل من الصور. هذا على عكس المئات أو الآلاف من المحاولات التي تذهب عادة إلى تدريب وكيل التعلم التعزيزي من خلال التجربة والخطأ.

يشرح فريق البحث أن بعض وكلاء التعلم التعزيزي الحديثين يمكنهم تعلم حل مهام متعددة، بعضها يتطلب نقل المبادئ المكتسبة، ولكنه ليس واضحًا أن وكلاء التعلم التعزيزي يمكنهم تعلم مفهوم مثل “الحس السليم”. إذا كان هناك وكيل محتمل القدرة على تعلم مثل هذا المفهوم، فسيحتاجون إلى اختبارات قادرة على تحديد ما إذا كان وكيل التعلم التعزيزي يفهم مفهوم الحاوية.

تعتبر ديب مايند على وجه الخصوص متحمسة للتعامل مع طرق جديدة ومختلفة لتطوير وكلاء التعلم التعزيزي واختبارهم. مؤخرًا، في مؤتمر ستانفورد للذكاء الاصطناعي الذي عقد في أكتوبر، حث ماتيو بوتفينيك، رئيس أبحاث العلوم العصبية في ديب مايند، باحثي التعلم الآلي والمهندسين على التعاون أكثر في مجالات العلوم الأخرى. وأكد بوتفينيك على أهمية العمل التعددي التخصصات مع علماء النفس وعلم الأعصاب لمجال الذكاء الاصطناعي في محاضرة بعنوان “تحديد الذكاء: دمج العلوم العصبية وعلم النفس والذكاء الاصطناعي“.