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AI小白鼠诞生能跑能跳用于生物神经网络研究

类型:热点整理2026-06-29
DeepMind与哈佛大学合作构建了3DAI小白鼠,完全复刻真实老鼠的肌肉、关节等生物特征,由神经网络控制完成跳跃、觅食等复杂任务。利用神经科学技术分析其运动控制,发现神经活动反映奔跑、跳跃等抽象行为类别。该模型已开源,为研究生物神经网络与运动控制提供新途径。

人们能否像研究实验小鼠那样来探究人工智能?来自DeepMind与哈佛大学的研究人员给出了肯定答案——他们成功创建了一个由AI驱动的虚拟小白鼠,它不仅能够奔跑跳跃,还能灵活完成多种复杂任务。更重要的是,研究团队采用了神经科学技术,深入分析了这个虚拟生物“大脑”如何控制运动行为。

当前顶尖人工智能的底层大多依赖人工神经网络——这是一种由“神经元”组件相互连接而成的机器学习算法。尽管这些组件在一定程度上借鉴了生物大脑的结构,但实际运作机制却截然不同。不过,越来越多研究者意识到,将两者进行比较,不仅能帮助神经科学获得更深入的理解,也能为AI的进化提供新思路。

基于这一理念,研究团队构建了一个三维AI小白鼠模型,该模型完全复现了真实老鼠的生物学特征——包括肌肉、关节、视觉能力以及本体感觉(即感知身体部位位置与运动状态的反馈系统),所有数据均来自真实老鼠的测量。在虚拟环境中,这个AI小白鼠由自身的神经网络操控。研究人员同时证明,他们完全可以运用神经科学技术来分析生物大脑的活动,进而弄清神经网络究竟如何控制运动过程。

哈佛大学博士后研究员、论文合著者Jesse Marshall解释了这项研究背后的初衷:“典型的神经科学实验中,研究对象通常只能执行单一动作(例如按压杠杆);而大多数机器人则是为特定任务设计的(比如清洁房间)。我们通过模拟小白鼠展开的研究,正是理解大脑如何实现灵活行为的起点——并希望将这些有益信息用于设计具备类似能力的AI系统。”

具体而言,研究人员训练了一个神经网络,让AI小白鼠完成一系列任务:跨越沟壑、在迷宫中寻找食物、逃离丘陵地形,以及精准触摸模拟物体。每当小白鼠成功完成这些挑战,团队就会分析其神经活动记录,利用神经科学技术揭示网络如何实现对运动的控制。

由于整个AI小白鼠的“大脑”均由研究人员亲手搭建,因此许多行为表现确实在预期之内。但有趣的发现是:神经活动的发生时间似乎比直接控制肌肉与肢体运动的时间更长。哈佛大学研究生Diego Aldarondo表示:“这意味着神经网络反映的是抽象层面的行为——例如奔跑、跳跃、旋转这些更直观的动作类别。”而这种认知模型此前被认为仅存在于动物身上。

DeepMind高级研究科学家Josh Merel透露,目前这一AI小白鼠已经开源,希望能吸引更多研究者在现有基础上继续探索。

加拿大麦吉尔大学的神经学家Blake Richards(未参与本研究)指出,虽然这个神经网络并不具备完全的生理真实性,但它捕捉到了足够多的神经处理关键特征,从而能够对神经活动如何影响行为做出有价值的预测。这种训练方法也更便于收集数据、与真实生物数据进行比较。他甚至补充道:“这些虚拟大脑产生的数据,或许比动物真实大脑产生的数据更具参考价值。”

当然,加拿大皇后大学的神经学家Stephen Scott也提醒:我们必须谨慎对待人工神经网络与生物神经网络之间的过度类比。但他同时承认,这或许是探索行为神经基础的一种富有成效的途径。

来源:https://m.elecfans.com/article/1216206.html

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