Physiker schlägt neue Art zu denken, Intelligenz

(ISNS)--eine einzelne Gleichung geerdet physikalische Grundlagen Prinzipien könnte Intelligenz zu beschreiben und neue Einblicke in so unterschiedlichen Bereichen wie Finanzen und Robotik, entsprechend der neuen Forschung zu fördern.

Alexander Wissner-Gross, ein Physiker an der Harvard University und das Massachusetts Institute of Technology und Cameron Freer, ein Mathematiker an der University of Hawaii at Manoa, entwickelt eine Gleichung, die sie sagen viele intelligente oder kognitive Verhaltensweisen, z. B. aufrecht gehen und Werkzeug Verwendung beschreibt.

Die Forscher vermuten, dass intelligentes Verhalten ergibt sich aus dem Impuls, Kontrolle über zukünftige Ereignisse in der Umwelt zu ergreifen. Dies ist das genaue Gegenteil von der klassischen Science-Fiction-Szenario, in dem Computer oder Roboter intelligent werden, dann stellen ihren Anblick auf die Weltherrschaft übernehmen.

Die Ergebnisse eine mathematische Beziehung beschreiben, die "spontan bemerkenswert ausgereifte Verhaltensweisen im Zusammenhang mit der menschlichen"kognitive Nische,"einschließlich Werkzeuggebrauch und soziale Zusammenarbeit in einfachen physikalischen Systemen auslösen können", schrieb der Forscher in einem Papier, das heute in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

"Es ist eine provokative Papier", sagte Simon DeDeo, Research Fellow am Santa Fe Institute, der biologische und sozialen Systemen studiert. "Es ist nicht wie üblich Wissenschaft."

Wissner-Gross, Physiker, sagte der Forschung "sehr ehrgeizig" und zitierte Entwicklungen in mehrere Felder als die wichtigsten Inspirationen.

Die Mathematik hinter der Forschung kommt aus der Theorie der wie Wärmeenergie kann arbeiten und im Laufe der Zeit zu verbreiten, Thermodynamik genannt. Eines der grundlegenden Konzepte in der Physik heißt Entropie, bezieht sich auf die Tendenz der Systeme, in Richtung größerer Datenmengen Störung entwickeln. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik erklärt wie in einem isolierten System, die Menge der Entropie neigt dazu, zu erhöhen. Ein Spiegel kann in viele Stücke zerbrechen, sondern eine Sammlung von Scherben wird nicht in den Spiegel wieder zusammenbauen.

Die neue Forschung schlägt vor, dass Entropie direkt mit intelligentem Verhalten verbunden ist.

"[Papier] ist im Grunde ein Versuch, Intelligenz als ein grundlegend thermodynamischer Prozess beschreiben", sagte Wissner-Gross.

Die Forscher entwickelten eine Software-Engine, namens Entropica, und gab es Modelle von einer Reihe von Situationen, in denen es Verhalten nachweisen konnte, die Intelligenz stark ähneln. Sie gemustert viele dieser Übungen nach klassischen tierische Intelligenz-Tests.

In einem Test die Forscher präsentierten Entropica mit einer Situation wo es könnte ein Element als Werkzeug verwenden, um ein anderes Element an einem Lagerplatz zu entfernen, und in einem anderen, konnte es ein Cart eine Stange gerade stehend Balance bewegen oben in der Luft. Durch einfache Prinzipien der Thermodynamik geregelt, reagiert die Software mit Anzeige Verhalten ähnlich wie Menschen oder Tiere können ohne ein bestimmtes Ziel für jedes Szenario gegeben.

"Es eigentlich selbst bestimmt, was seine eigene Ziel ist es," sagte Wissner-Gross. "Diese [KI] erfordert keine explizite Angabe eines Ziels, anders als im wesentlichen anderen [KI]."

Entropica intelligente Verhalten ergibt sich aus der "physikalischen Prozess der versucht, möglichst viele zukünftige Geschichten wie möglich zu erfassen", sagte Wissner-Gross. Zukünftige Geschichten stellen die Gesamtheit der möglichen zukünftigen Ergebnisse zur Verfügung, um ein System zu einem bestimmten Zeitpunkt dar.

Wissner-Gross nennt das Konzept im Mittelpunkt der Forschung "kausale entropische Kräfte." Diese Kräfte sind die Motivation für intelligentes Verhalten. Sie fördern ein System so viele zukünftige Geschichten wie möglich zu bewahren. Zum Beispiel in der Warenkorb-Stab-Übung steuert Entropica den Wagen um die Rute aufrecht zu halten. Ermöglicht den Stab fallen würde drastisch reduzieren die Anzahl der verbleibenden zukünftigen Geschichten oder in anderen Worten, die Entropie des Warenkorb-Stab-Systems zu senken. Die Rute aufrecht zu halten, wird die Entropie maximiert. Es verwaltet alle zukünftigen Geschichten, die beginnen können, aus diesem Zustand, einschließlich derer, die den Einkaufswagen, um den Stab fallen lassen müssen.

"Das Universum existiert in den gegenwärtigen Stand, den es jetzt hat. Es kann in viele verschiedene Richtungen gehen. Mein Vorschlag ist, dass Intelligenz ist ein Prozess, der versucht, zukünftige Geschichten zu erfassen ", erklärt Wissner-Gross.

Die Forschung kann Anwendungen darüber hinaus, was in der Regel künstliche Intelligenz als, einschließlich der Sprachstruktur und soziale Zusammenarbeit haben.

DeDeo sagte, es würde interessant sein, zu diesem neuen Rahmen zu verwenden, um Wikipedia zu untersuchen und erforschen, ob es, als ein System, die gleichen Verhalten beschrieben in das Papier ausgestellt.

"Für mich [Forschung] scheint wie eine wirklich authentische und ehrliche Versuch, mit wirklich großen Fragen zu kämpfen", sagte DeDeo.

Eine mögliche Anwendung der Forschung ist bei der Entwicklung von autonomer Robots, die reagieren auf sich ändernde Umgebungen und wählen Sie ihre eigenen Ziele.

"Ich wäre sehr daran interessiert zu erfahren mehr und besser zu verstehen den Mechanismus, mit dem sie einige beeindruckende Ergebnisse erzielen, denn es möglicherweise unsere Suche nach künstlicher Intelligenz helfen könnte," sagte Jeff Clune, Informatiker an der University of Wyoming.

Clune, Wer schafft Simulationen der Evolution und natürliche Selektion verwendet, um künstliche Intelligenz und Roboter zu entwickeln, Vorbehalte einige über die neue Forschung, die er vorgeschlagen, durch einen Unterschied in der Fachsprache, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden könnte.

Wissner-Gross darauf hingewiesen, dass er erwartet, dass eng mit Menschen in vielen Bereichen in Zukunft um helfen zu verstehen, wie ihre Felder die neue Forschung informiert, und wie die Erkenntnisse in diesen Bereichen nützlich sein könnten.

Wegweisende Entwicklungen in vielen anderen Disziplinen ist die neue Forschung inspiriert. Einige Kosmologen haben vorgeschlagen, dass bestimmte Naturkonstanten in der Natur die Werte, die sie tun haben, weil sonst Menschen nicht in der Lage, das Universum zu beobachten wäre. Fortgeschrittene Computer-Software kann nun mit die besten menschlichen Spieler in Schach und das Strategie Spiel namens Go konkurrieren. Die Forscher zogen sogar von kognitiven Nische Theorie, die erklärt sogenannten, wie Intelligenz kann eine ökologische Nische und beeinflussen dadurch natürliche Selektion.

Der Vorschlag erfordert, dass ein System in der Lage Informationen verarbeiten und prognostizieren zukünftige Geschichten sehr schnell nacheinander zu intelligenten Verhalten sein. Wissner-Gross vorgeschlagen, dass die neuen Erkenntnisse gut in einen Streit zwischen den Ursprung der Intelligenz passen, natürliche Selektion und darwinistische Evolution--, dass nichts außer den Gesetzen der Natur sind notwendig, um Intelligenz zu erklären.

Wissner-Gross wird oft empfohlen, dass er zuversichtlich in den Ergebnissen, erlaubt er, dass gibt es Raum für Verbesserungen, wie die Prinzipien der Quantenphysik in den Rahmen zu integrieren. Darüber hinaus ist eine von die ihm gegründete Firma kommerzielle Anwendungen der Forschung in den Bereichen Robotik, Wirtschaft und Verteidigung erkunden.

"Wir im Grunde dies als eine große vereinheitlichte Theorie der Intelligenz," sagte Wissner-Gross. "Und ich weiß, dass klingt vielleicht unglaublich ehrgeizig, aber es wirklich so viele Threads in den unterschiedlichsten Bereichen, von Kosmologie bis hin zu Informatik, Tierverhalten, vereinheitlichen und fesselt sie alle zusammen in ein schönes thermodynamische Bild." "

Chris Gorski ist ein Editor für Inside Science News Service.

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics.