戍天九思：奇点来临！具身智能正打开人工智能天花板！

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　　最近，在成都召开了2021中国人工智能大会，“具身智能”成为与会中外学者和各界关注的焦点。这是人工智能发展的新领域、新趋势，正在打开人工智能的天花板，加速奇点来临！

　　“具身智能”有什么不一样？

　　目前，人工智能领域软件和硬件是分开的，各自独立迭代。比如语音识别、视觉识别、辅助决策、游戏等，都是在软件算法里面独立进化，硬件只是输入数据、运行数据的物理条件。

　　未来，人工智能将是“具身智能”的天下，就是要创建软硬件结合的智能体。它能够像“生命体”一样，既可通过与环境的互动学习不断进化，也可通过“遗传”把进化成果遗传给下一代，从而进化成越来越高级的智能体。可见，这种“具身智能”的进化，是纯软件系统的进化替代不了的。为什么？

　　最新的人工智能研究发现，智能生物的智能化程度与它的身体结构存在很强的正相关性。也就是说，对智能生物来说，身体不是一部等待加载“智能算法”的机器，而是身体本身就参与了算法的进化。今天地球上所有的智力活动，都是生物通过自己的身体实实在在地与环境交互之后，通过自身的学习和进化所遗留下来的“智力遗产”。这个过程，已经被大型的计算机模拟实验所证实。

　　李飞飞团队开辟“具身智能”新领域

　　“具身智能”源于具身认知，李飞飞团队打开了“具身智能”的天花板，走出一条人工智能发展的新路！

　　10月6日，美国斯坦福大学李飞飞教授团队在《自然·通讯》杂志上发表了一篇富有启发性、开创性的研究。他们通过计算机仿照生物的学习和进化的过程，创造了一个“虚拟宇宙”。该宇宙由三条规则构成：

　　第一，这个宇宙中存在大量像火柴棍一样的虚拟生命。 这些虚拟生命虽然简单，但是都有各自的基因代码。不同的代码对应着不同的火柴棍组合——这就模拟了不同的基因产生不同生命结构的物种的过程。比如，有的代码就会产生像八爪章鱼一样的结构，有的代码则会产生像小马一样的四足结构。

　　第二，这些火柴棍生命都需要在自己的一生中，通过使用机器学习算法来适应不同的环境。比如，平坦的地面、充满障碍的沙丘，在这些环境中完成不同的任务，像是巡逻、导航、躲避障碍物、搬运物资等等。

　　第三，通过一段时间的学习训练之后，火柴棍生命之间要相互比赛，只有表现最突出的一部分能够被保留下来。然后，它们的基因代码经过相互组合之后，产生大量新的身体结构，再重复第二条规则中的学习适应各类环境和任务过程。请注意，上一代虚拟生命遗留给下一代的，只有它们的身体结构，而不包括它们在短暂的一生中学习到的算法。这三条规则非常接近物种进化的过程！

　　通过搭建这样一个虚拟宇宙，研究人员在里面使用各种条件，对上千个“物种”进行严酷的筛选。最终，发现了一个神奇的现象——一个物种在前几代通过长期和艰苦的深度学习获得的行为，在后几代中会变成一种类似本能的习惯。比如，这些火柴棍生命的祖辈花了很长时间才学会跑步，但是在经过几代进化之后，它们的后代生下来没多久就自己会跑了。

　　这个现象很有启发性——虚拟生命的祖辈并没有遗留下自己的算法，而只是留下来了自己身体结构的编码。但是，这种身体结构却使得它们的后代，可以更容易学习到前辈花了很长的时间才学习到的算法。就好像它们毕生的经验，都压缩在那几行身体结构的基因代码中了。

　　这个实验证明了进化生物学中的“鲍德温效应”。1953年由美国古生物学家George Gaylord Simpson提出——在生物进化过程中早期世代一生中最初学会的行为将逐渐成为本能并遗传给后代。

　　研究人员说，在学习和进化的双重压力下，最终只有那些在结构上有优势的身体设计蓝图，能够被保留下来，比如类似八爪鱼、六足虫，还有四足动物的身体结构。这些结构由于可以更容易学习到更先进的算法，于是在每一代的竞争中就积累下了大量的优势。研究人员把这种身体结构上的优势叫做“形态智能”。在算力相同的情况下，具备形态智能优势的生物可以更快获得学习上的优势，从而赢得残酷的生存竞争。

　　具身智能有望借鉴智慧生命进化

　　从生物进化史看，地球上现存的所有生物的基因里都浓缩了40亿年的进化经验，而且每一种生物都是经历了寒武纪大灭绝、白垩纪大灭绝等多次生命大灭绝后留下来的幸运儿。在地球上生活过的全部物种当中，有99%都消失了，如今剩下来的物种都是成功穿越了进化剪刀，百里挑一的生存王者。因此，目前地球上现存的几百万个物种，每一种都是在特定环境下的解决方案，都是一套成功的适应环境的算法。而且都是用漫长的时间，经过反复试错，最后被证明有效的算法。

　　日裔美籍理论物理学家和未来学家加来道雄，在《人类的未来》一书中讲，类比人类的进化史，所有智慧生命进化都要遵守自然法则，即智慧生命具有三大必要属性：立体视觉、有抓握能力的肢体和语言。为什么？

　　第一，智慧生物必须有立体视觉。一般来说，捕食者比猎物更聪明。在生存过程中，猎物要做的就只有逃跑，而捕食者为了抓到猎物，就必须有更高的智商，而且在捕猎时要能判断出猎物和自己之间的距离，这就需要立体视觉。

　　比如，人的双眼都在脸的前方，大脑可以通过对比左右眼的图像形成立体视觉，判断出前方物体的距离。相比之下，大部分猎物的眼睛在脸的两侧，它们只需要全方位扫描周围环境，检查环境是不是安全就行，不需要立体视觉。

　　第二，智慧生物的另一个标志是拥有改变环境的能力，这就要求智慧生物必须得有能抓握物体的肢体，比如人的手。

　　第三，智慧生物要有语言。因为在一个种群里，某一个个体学到的知识会随着它的死去而消逝，所以为了把必要的信息一代代地保存下去，智慧生命就必须拥有语言，而且这种语言还必须要比较复杂，这样才能容纳更多的信息量。地球上的所有生物里，只有人类同时具备立体视觉、有抓握能力的肢体和语言这三大属性，所以只有人类才发展出了高度的文明。

　　同样的道理，如果具身智能体也具备这三大要素，能够像婴儿一样学习进化，那么，人工智能可能进化出像人一样的高度智慧。

　　“具身智能”有望开启“认知智能”新阶段

　　目前的人工智能还只是在语音识别、图像识别、数据挖掘、机器学习、精密加工等单一领域超越人类，本质上是运用大数据解决不确性问题，人工智能发展还处于感知智能阶段，还不会像人类那样具有认知智能。

　　人类最大的优势就是能够“像婴儿一样学习”。婴儿学习，不靠数据积累，而是靠对环境的摸索。比如，婴儿学母语不是先学语法和句法，而是一开始就学常用单词和表达，与母语者交流，不断地试错纠错，逐渐形成舌头和眼睛的肌肉记忆，从而实现无障碍沟通。“试错纠错”是人类特有的能力，过去的人工智能只会做出最优决策。做什么都对，哪还有成长空间？有句话“做正确的事比正确做事更重要”，选择比方法更重要，讲的也是这个道理。

　　对比人类与人工智能，人类经常会犯一些小错误，但不会犯大错误。人工智能不犯小错误，一旦出错就是方向性的大错。比如，在图像识别上，人类不会把似是而非的猫的图片看成是老虎，但人工智能却会把猫误认为是老虎。人类正是像婴儿一样学习不断试错学习，才完成快速进化的。

　　王立铭老师说过，“进化论是地球上唯一真正的成功学”。现在，人工智能也学会了进化论这套“成功学”，用“具身智能”而非纯粹的“算法智能”来加快人工智能的进化速度。

　　英国人安迪·克拉克的新书《预测算法：具身智能如何应对不确定性》，全面系统地分析了具身智能的发展。未来随着具身智能的发展，具身智能也能像婴儿一样试错学习，人工智能就将进入一个奇点，进入一个快速接近人类智能的快车道。

　　1956年，美国人提出人工智能概念。60多年来，人工智能发展经历了两次浪潮：

　　第一次浪潮：1976—2006年，突破神经网络技术。

　　第二次浪潮：2006—现在，突破深度学习技术。

　　现在，突破具身智能，即将迎来第三次浪潮，人工智能将从能存会算的计算智能、能听会看的感知智能，大步跨越到能理解会思考的认知智能新阶段！