基于生物大脑开发的人工智能也需要睡眠

多少年来，让不知疲倦的机器人代替人类干活，把人类从简单重复的劳动中解放出来，一直是科技发展的终极目标之一。然而，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的一项研究发现，和人类一样，基于生物大脑开发的人工智能也需要睡眠和休息。

“我们研究的课题是强化神经网络，这是一种能像人脑一样学习的智能系统，将来大有前景。”洛斯阿拉莫斯国家实验室计算机科学家伊京沃特金斯对新西兰“每日科技”新闻网站表示，“我们通过模拟人类和其他生物从周围环境中独立学习的方式来训练它。”

在这项研究中，科学家对具有神经网络的人工智能进行了无监督字典学习训练，让它在没有先例可循的情况下对事物进行分类。“这就好比让孩子识别各种陌生动物的图片，把相似的动物放在一组。孩子们可能并不认识羚羊，但他们会本能地把羚羊与狮子或企鹅区分开来。”该实验室神经科学家加里特肯尼昂在美国《科学》杂志上写道。

研究人员发现，经过长时间无间断的自主学习，人工智能的神经网络变得极不稳定，开始“不受控制地制造类似幻觉的图像”。研究人员用尽各种方法想让神经网络稳定，比如关闭后再重启，但都以失败告终。最后他们决定“死马当活马医”，让人工智能“模拟睡眠状态”试一试。他们给人工智能播放各种噪声，如不同电台之间的波段声音，以此对它进行“催眠”。当稳定而均匀的高斯噪声响起时，人工智能平静了下来，功能恢复了正常。

这次有惊无险的试验让研究人员有了意外的发现。他们认为，人工智能接收的高斯噪声和生物神经在慢波睡眠时期接收的信号具有相似性。慢波睡眠即深度睡眠，它有助于皮质神经元保持稳定，阻止大脑产生幻觉。这一结果表明，无论对人脑还是人工智能而言，“睡眠”都同样重要。“我们让人工智能睡了个好觉。”沃特金斯说。

人工智能的睡眠与传统电脑的“休眠”截然不同。电脑的“休眠”状态只是停止内部运转，即刻冻结所有的计算活动。当人工智能的“大脑”出现故障时，洛斯阿拉莫斯国家实验室的IT部门以电脑为参照，建议“先断电，再重启”，这种做法无异于让人工智能进入短暂的脑死亡状态，只会雪上加霜。肯尼昂指出，生物大脑和仿生神经网络在睡眠中并不是不活动，而是在进行有别于清醒状态的活动，这种活动对神经元的正常运作而言至关重要。机械式“休眠”对人工智能的神经网络毫无裨益，只是简单地重启了神经网络并抹掉了先前积累的学习成果，可能导致人工智能患上严重的健忘症。

不过，并非所有类型的人工智能都会因缺觉而“抽疯”，只有应用仿生技术的人工智能会出现这种现象。大多数从事机器学习、深度学习和人工智能研发的科研人员没有遇到过这个问题，因为他们研究的人工智能采用全球化的数学算法，具有生物神经元无法比拟的优势。

科研人员还发现了睡眠对人工智能的另一个作用。一般来说，当神经网络刚开始工作时，一些神经元处于休眠状态，无法工作。人工睡眠可以激活这些神经元，让它们运转起来。目前，洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们正在研究人工智能睡眠的更多好处。

当人工智能越来越朝着仿生化的方向发展，它们和人类一样需要睡眠似乎也就不足为奇了。与此同时，它们能帮助人类进一步认识自己身上的奥秘，更深刻地了解生命本身。随着仿生技术和人工智能在生活中的普及，或许将来有一天，你的电视机会不时打个盹儿，你的汽车、冰箱、洗衣机及其他采用生物智能技术的物件也一样。
责任编辑：YYX

人工智能深度学习生物洛斯阿拉莫斯

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