Что общего у заживающей раны на коже, у косяка рыб, слаженно меняющего направление, и у нейросети, генерирующей изображение? На первый взгляд — ничего.
Однако новое исследование Бенедикта Хартла, Лео Пио-Лопеса, Криса Филдса и Майкла Левина предлагает революционный взгляд. В статье «Перепроецирование и навигация в пространстве эмбеддингов посредством минимизации ошибки: фундаментальный организационный принцип когниции в естественных и искусственных системах» они утверждают, что в основе всего разнообразия интеллекта — от клеточного до искусственного — лежит единый организационный принцип.
Ученые предлагают рассматривать любое когнитивное действие — будь то принятие решения, обучение или адаптация — как работу с некими внутренними картами, или пространствами эмбеддингов. Эти карты — не географические, а абстрактные представления системы о себе и мире. Например, для организма это может быть карта его правильного, здорового состояния (гомеостаз), а для нейросети — скрытое представление о том, как должен выглядеть «идеальный» ответ на запрос.
Сам процесс познания и решения проблем, согласно исследованию, распадается на два взаимосвязанных и постоянных действия. Первое — это перепроецирование (remapping), то есть создание или кардинальное обновление такой внутренней карты в ответ на новые данные или повреждения. Второе — навигация (navigation) — постепенное, итеративное движение по этой карте к цели через последовательное исправление ошибок.
В живой природе этот дуэт работает повсеместно. Когда вы вдруг порезали палец, клетки тела не получают «сверху» подробный чертеж для починки. Вместо этого они опираются на внутреннюю «морфологическую карту» целой ткани. Каждая клетка способна оценить свое текущее состояние, сравнить его с целевой картой и скорректировать поведение — начать делиться или перемещаться, — чтобы минимизировать «ошибку», то есть разрыв в ткани. Этот же принцип распределенной, децентрализованной коррекции лежит в основе регенерации у животных, поддержания постоянства внутренней среды и даже, как предполагают авторы, в скоординированном поведении стай и муравейников.
Удивительным образом те же самые шаги воспроизводят современные системы искусственного интеллекта. Возьмем диффузионные модели, которые создают изображения. Их работа начинается с преобразования входного запроса (например, «кошка в шляпе») в точку в сложном латентном пространстве — это этап перепроецирования. Затем нейросеть начинает итеративно навигацию: она берет шум и на каждом шаге «уточняет» его, постепенно уменьшая расхождение между сгенерированной картинкой и своим внутренним представлением о кошках и шляпах. Трансформеры в языковых моделях действуют аналогично, постоянно прогнозируя и корректируя следующее слово в последовательности, сводя к минимуму смысловую и грамматическую ошибку.
Таким образом, исследователи приходят к выводу, что принцип «перепроецирование и навигация через минимизацию ошибки» является субстратно-независимым инвариантом. Это означает, что он работает независимо от материала носителя — будь то биохимическая сеть в клетке, нервная система или цифровой код на кремниевых чипах.
Осознание этого глубокого сходства имеет далеко идущие последствия. Оно не только стирает границу между естественным и искусственным интеллектом, но и дает в руки исследователей и инженеров мощную унифицирующую рабочую рамку.
Понимая общие законы, управляющие адаптацией и решением проблем, мы сможем целенаправленно создавать более надежные и гибкие ИИ-системы, черпая вдохновение в миллиардах лет эволюции жизни. И наоборот, изучая алгоритмы сложных нейросетей, мы можем получить новые ключи к пониманию тайн работы биологического мозга и процессов развития живых организмов.
Эта работа открывает путь к новой, поистине интегральной науке о разуме во всех его проявлениях.
- Изображения: CC Attribution: CC BY; CC BY-SA.
👿 Не будьте троллем. Если в моих тексте есть ошибки, объясните, в чём они заключаются. Неуважительные комментарии будут удалены, а нарушитель забанен. 👿
- Хотите разгадывать тайны вместе? Заходите в наш Telegram — здесь мы делимся тем, что действительно удивляет, восхищает и заставляет задуматься! Обсуждаем, спорим, ищем ответы. Присоединяйтесь, ваше мнение важно! А если хотите поддержать нас — купите нам кофе ☕. Каждая чашка помогает искать новые загадки. Или просто оставьте комментарий во ВКонтакте — нам действительно важно, что вы думаете!