北京智源人工智能研究院的一項突破性研究成果在國際學(xué)術(shù)界引起了廣泛關(guān)注。其研制的“天寶（BAAIWorm）”高精度仿真秀麗線蟲，成功登上了《自然·計算科學(xué)》這一權(quán)威學(xué)術(shù)期刊，并榮幸地被選為當(dāng)期封面。
秀麗線蟲，這種體長不足1毫米的微小生物，因其神經(jīng)系統(tǒng)的簡單性和深入研究的背景，成為了生物學(xué)研究中的關(guān)鍵模式生物。智源研究院的科學(xué)家們以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了“天寶”這一數(shù)據(jù)驅(qū)動的生物智能模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了秀麗線蟲神經(jīng)系統(tǒng)、身體與環(huán)境的閉環(huán)仿真。
“天寶”對秀麗線蟲的302個神經(jīng)元進(jìn)行了詳盡建模，并精確模擬了96塊肌肉和3341個力學(xué)計算單元，力求還原其真實(shí)的身體結(jié)構(gòu)和神經(jīng)感知能力。這一精細(xì)的建模工作，為后續(xù)的仿真研究奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。
更為創(chuàng)新的是，“天寶”不僅關(guān)注神經(jīng)系統(tǒng)的建模，還將線蟲的身體與環(huán)境納入考量，形成了一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)。通過模擬線蟲根據(jù)食物化學(xué)信號自主蠕動的行為，研究團(tuán)隊得以探索神經(jīng)結(jié)構(gòu)如何影響智能行為。這一成果在類腦智能研究領(lǐng)域具有重要意義。
在生物體與環(huán)境模型方面，“天寶”表現(xiàn)出色。其體表數(shù)據(jù)基于Sibernetic的模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但四面體線蟲體模型相比Sibernetic的粒子模型，元素數(shù)量大幅減少，性能得到顯著提升，同時保持了解剖學(xué)的真實(shí)性。“天寶”的3D仿真場景規(guī)模相比Sibernetic提高了兩個數(shù)量級，能夠模擬更加復(fù)雜和大范圍的環(huán)境。
在仿真技術(shù)方面，“天寶”采用了投影動力學(xué)作為形變求解器，顯著縮短了每個迭代步驟的仿真時間。同時，投影動力學(xué)在使用較大時間步長時也表現(xiàn)出了較高的穩(wěn)定性，使得仿真能夠更高效地運(yùn)行。在可視化方面，“天寶”采用了實(shí)時網(wǎng)格渲染和GPU光線追蹤技術(shù)，提升了仿真場景的真實(shí)感和互動性。
智源研究院理事長黃鐵軍表示，他們正在探索的是通過高精度模擬生物神經(jīng)和身體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)智能的第三條路徑，即類腦方法。天寶通過構(gòu)建線蟲的精細(xì)神經(jīng)系統(tǒng)、身體和環(huán)境模型，為探索大腦與行為之間的神經(jīng)機(jī)制提供了重要研究平臺。
《自然·計算科學(xué)》資深編輯阿納尼婭·拉斯托吉對這項研究成果給予了高度評價。她認(rèn)為，動態(tài)機(jī)體與環(huán)境相互作用以及精細(xì)模擬的結(jié)合，使得在閉環(huán)系統(tǒng)中研究大腦活動如何影響行為成為可能。這一成果不僅為類腦智能研究開辟了新的道路，也為生物學(xué)和人工智能的交叉領(lǐng)域帶來了新的啟示。
“天寶”的仿真技術(shù)還展示了其在可視化方面的優(yōu)勢。通過實(shí)時網(wǎng)格渲染和GPU光線追蹤技術(shù)，研究團(tuán)隊得以更直觀地觀察和分析線蟲在3D環(huán)境中的行為。這一技術(shù)的應(yīng)用，不僅提升了仿真場景的真實(shí)感，還為后續(xù)的實(shí)驗研究和數(shù)據(jù)分析提供了有力支持。
智源研究院的這一研究成果，無疑為類腦智能研究注入了新的活力。通過高精度模擬生物神經(jīng)和身體系統(tǒng)，“天寶”為探索大腦與行為之間的神經(jīng)機(jī)制提供了全新的視角和方法。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，“天寶”有望在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出其巨大的潛力和價值。
