全球首个「活体机器人」生娃;AI登上Nature封面;Google X的机器人开始打工;AI变身抽象派画家

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MOLAR FRESH   2021年36期

人工智能新鲜趣闻    每周一更新


01

全球首个「活体机器人」生娃!AI进化算法加持变身吃豆人,已经繁殖到「曾孙」

完全由活体细胞组成、有结构、可编程、能移动的Xenobots,今年又进化出了新的能力——自我复制繁衍
Xenobots本身是由数千个非洲角蟾的胚胎细胞组成的一个细胞团。
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如果是正常的繁衍过程,这些胚胎细胞最终会发育成蝌蚪的不同部分。
但是,来自美国佛蒙特大学和塔弗茨大学团队,将原始胚胎细胞切割出不同部分,并按照计算机模拟出的结构进行重建,人为“生产”出了这种新的生命。
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细胞团拥有青蛙的基因组,但是,它们却没有选择成为蝌蚪。

这些由计算机设计出来的细胞集合结构,以一种看上去像是集体智慧的举动,做出了令人震惊的事情。

比如,自发地进行复制。
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已经发育成熟的细胞群处在一群零散胚胎细胞中时,会自发把这些离散细胞堆在一起。

如果这个「堆」足够大,这些细胞群就能发育成会游泳、带纤毛的后代。

但是初代Xenobots的复制,最多只能持续两轮。

如何突破这个难题呢?AI此时登场了。
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研究人员使用一种进化算法,从随机状态的细胞群开始,让系统自行进化具有自我复制能力的细胞群。

然后根据结果筛选出持续复制最久的细胞群构型。

谁在复制繁衍这条路上走最远,谁就是赢家。
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Xenobot 能够在培养皿中找到微小的干细胞并将数百个干细胞聚集在「嘴」(指C型的缺口) 里,几天后这组干细胞就会裂变成新的爪蟾机器人。

实验表明,在经历AI算法筛选出的「吃豆人」形状下,机器人的自我复制系统寿命,由最多2代增加到了4代。


参考资料

https://www.pnas.org/content/pnas/118/49/e2112672118.full.pdf

来源:新智元、量子位


02

Nature最新封面:两大数学难题被AI突破!DeepMind YYDS

现在,AI不仅能参与数学研究,甚至还快人一步,开始帮助人类提出数学猜想了。

就在今天,这只由DeepMind与顶级数学家合作研发的AI,登上了最新一期Nature封面。
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对于这项研究,DeepMind官方自称其“首次证明了人工智能可以走在纯数学研究的前沿”。

为什么这次的研究被Nature评价为「AI与人类合作」甚至是「AI指引人类直觉」,「人类使用AI工具」有何不同?

第一个问题关于纽结理论(Knot Theory),是拓扑学的一个分支。

数学家们关心一个复杂的纽结能不能被还原成简单的纽结,如果能就说明这两种纽结在拓扑上是等价的。
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以此为依据给纽结分类,才能理解它们的性质,进一步与实际应用问题建立联系。

纽结理论在现实世界中,可以用来确定一个化学分子是否有手性,还有希望靠拓扑量子计算模型构建出量子计算机

AI的贡献是发现了纽结的几何特征和代数特征之间存在直接的关联。
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除了解决了扭结问题之外,另一个则与表示论(Representation theory)相关。

组合不变性猜想已经存在了40年,却只有部分进展。

两位科学家将这个猜想作为初始假设,通过AI中的监督学习模型从Bruhat区间预测KL多项式。

如下图,KL多项式可以通过一个公式直接从超立方体和SN-1部分计算出来。
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因此,科学家们提出猜想:

一个无标记的Bruhat区间的KL多项式可以用上述的方法,并通过任何超立方体分解(hypercube decomposition)进行计算。

虽然还没有进行严格证明,但目前他们已能在300万个测试例子上验证这一方法。

AI到底是如何帮助引导数学家的直觉的呢?

简单来说,这篇论文中提出了一种框架,用来快速验证对两个量之间关系的猜想(直觉)是否值得继续探索,如果是的话,则指导如何进一步研究。

参考链接:

[1]https://deepmind.com/blog/article/exploring-the-beauty-of-pure-mathematics-in-novel-ways

[2]https://techcrunch.com/2021/12/01/ai-does-pure-mathematics-and-protein-hallucination/

[3]https://www.nature.com/articles/d41586-021-03593-1

来源:量子位


03 

Google X的机器人开始打工!进咖啡馆擦桌子

实际上咖啡馆服务员机器人已经在加利福尼亚山景城(Mountain View)的谷歌校园内开始用上了!

机器人来自Google X的Everyday Robots项目,在登月工厂(Moonshot Factory)内研发。

他们的目标是生产一些生活中的机器人,每天他们都会将机器人送往实际工作的场景,咖啡馆就是其中之一。

这些机器人在咖啡馆内寻找桌子,将其中一个轮子放在桌子上,在几秒钟内下沉以确定是否有人坐在那里,直到找到一个空桌子。
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然后机器人开始擦拭桌子两次,机器人扭曲并展开四肢,将手臂伸展到桌子上,用透明的消毒剂方法覆盖表面。然后收回手臂,将多余的液体挤压到底座上的铲斗中。

任务完成后,它开始移动,继续寻找下一张空桌子。

由于机器人已经正式上岗了好几周了,所以咖啡馆的顾客对此已经习以为常。
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Everydays Robots的机器人目前运行速度非常慢,但它们都是完全自主的,能够在人类社会中学习工作,并且能够做的任务也越来越难。

领导整个Everyday Robots机器人团队的挪威工程师Hans Peter Brondmo于2015年加入Google X,Brondmo希望他们的机器人可以和人类在同一个世界一起生活和工作,而非进入机器人的世界。


参考资料:https://www.wired.com/story/plaintext-alphabet-x-robots/

来源:新智元


04

AI也能「抽象派」作画,圆形+方块组合,可微2D渲染下生成抽象人脸

近日新闻网站 reddit 上就有一篇帖子热度爆表,原贴内容为:从形状到「脸」——使用神经网络进行形状抽象的可微 2D 渲染。
它的效果是这样的:从动图展示效果来看,一开始输入为 4×4 不同形状的图像,最后生成了人脸轮廓(尽管生成的人脸轮廓有些抽象,但我们还是可以看出是人脸)
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原贴作者即项目作者表示:

这是我用于神经渲染的POC。该模型只是试图最小化输出与真值图像(在本例中为 celeb 数据集)之间的 L2 距离。

动图中展示的是训练运行期间验证过程,遵循单一形状收敛。输入形状可以以任何形式开始,但 4×4 网格输入应该是最有趣的, 这一实现效果可扩展到很多应用。

有网友分享了一篇今年 7 月的文章《 Differentiable Drawing and Sketching 》与项目作者的研究内容类似。

论文展示了如何通过直接优化照片生成草图,以及在没有监督的情况下如何构建自动编码器将栅格化手写数字转换为矢量。
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虽然论文与reddit项目作者的最终实现效果不同,但论文采用的方法对项目具有借鉴意义。

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为了证明针对真实图像优化图元(primitives)方法的有效性,该研究提供了许多示例。

例如图 4 和图 5 利用图 3a 中大小为 200 × 266 输入图像作为目标图像进行优化。

图 4 显示了使用模糊 MSE 损失优化 1000 个点和 1000 条线的结果,并展示了可以实现的整体效果。

图 5 显示了使用一系列不同损失从同一起点优化 500 条线段的效果。


论文地址:https://arxiv.org/pdf/2103.16194.pdf

GitHub 地址:https://github.com/jonhare/DifferentiableSketching

来源:机器之心

END

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原创文章,作者:整数智能,如若转载,请注明出处:https://www.agent-universe.cn/2021/12/8403.html

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