“你是機(jī)器人嗎？為什么不能站在我的位置上想想？”

每當(dāng)人們發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)時(shí)，這種“靈魂拷問(wèn)”總讓人啞口無(wú)言。

然而，現(xiàn)實(shí)是，也許現(xiàn)在的機(jī)器人比你更懂得“換位思考”。

近日，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員、類腦智能研究中心副主任曾毅團(tuán)隊(duì)提出機(jī)器人類腦思維揣測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的自我經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，使其可以對(duì)他人信念進(jìn)行揣測(cè)和預(yù)測(cè)，這種“換位思考”距離“我懂你”更進(jìn)一步，相關(guān)研究成果發(fā)表于Frontiers in Neurorobotics。

曾毅在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示：“類腦思維揣測(cè)模型為將來(lái)智能體獲得更深刻的情感共情奠定了基礎(chǔ)，只有具備認(rèn)知共情與情感共情等能力，才能使未來(lái)人工智能與人類和諧共生。”

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機(jī)器人正在進(jìn)行“不透明—透明眼罩測(cè)試”。 曾毅供圖

從“冷冰冰”走向“我懂你”

智能體的思維揣測(cè)模型旨在使人工智能獲得思維揣測(cè)的能力，簡(jiǎn)單而言，就是幫機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“換位思考”。

然而，思維揣測(cè)作為一種高級(jí)認(rèn)知功能，其神經(jīng)基礎(chǔ)和神經(jīng)機(jī)制尚未明確。

“如何結(jié)合現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，探索思維揣測(cè)機(jī)制，構(gòu)建可行的類腦思維揣測(cè)理論模型是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。”曾毅表示。

為此，曾毅團(tuán)隊(duì)結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)、神經(jīng)影像學(xué)、腦科學(xué)等學(xué)科在思維揣測(cè)領(lǐng)域的成果，確定了思維揣測(cè)的神經(jīng)基礎(chǔ)，并采用脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所涉腦區(qū)進(jìn)行認(rèn)知功能建模，詳細(xì)構(gòu)建了腦區(qū)間信息環(huán)路的連接結(jié)構(gòu)。

此外，曾毅團(tuán)隊(duì)還融合抑制控制機(jī)制，構(gòu)建了類腦思維揣測(cè)模型，使智能體可以利用自身經(jīng)驗(yàn)完成對(duì)其他個(gè)體信念的推理。

“這是繼機(jī)器人通過(guò)鏡像測(cè)試，獲得初步自我感知能力后開(kāi)展的又一次大膽嘗試。”曾毅說(shuō)。

從“類腦”走向“類人”

與其他模型不同，曾毅團(tuán)隊(duì)提出的思維揣測(cè)模型強(qiáng)調(diào)自身經(jīng)驗(yàn)和腦區(qū)發(fā)育對(duì)思維揣測(cè)能力的影響。

研究人員模擬了包括顳頂聯(lián)合區(qū)、內(nèi)側(cè)前額葉在內(nèi)的多個(gè)腦區(qū)及腦區(qū)間信息傳遞的通路，特別是額下回和顳頂聯(lián)合區(qū)的自我視角抑制、額下回和腹內(nèi)側(cè)前額葉的自我信念抑制，然后將模型部署到機(jī)器人上，通過(guò)“不透明—透明眼罩測(cè)試”驗(yàn)證了模型的效果。

該眼罩測(cè)試包括訓(xùn)練和測(cè)試部分。首先將機(jī)器人分為兩組，一組為“不透明眼罩組”，一組為“透明眼罩組”，兩組外觀一致。

在訓(xùn)練中，首先將瓢蟲(chóng)放在兩個(gè)黑色矩形框中的一個(gè)上，然后分別將不透明眼罩和透明眼罩插入到機(jī)器人和物體之間，問(wèn)機(jī)器人“瓢蟲(chóng)在哪”，使機(jī)器人學(xué)習(xí)眼罩的特性。

隨后，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了讓被試機(jī)器人（紅色機(jī)器人）推理表演機(jī)器人（藍(lán)色機(jī)器人）信念的測(cè)試。

首先，研究人員將瓢蟲(chóng)放在其中一個(gè)黑色矩形框上，再將瓢蟲(chóng)藏在黃色盒子中，隨后將眼罩插入到藍(lán)色機(jī)器人和瓢蟲(chóng)之間，然后又將瓢蟲(chóng)藏在綠色盒子中，最后將眼罩移開(kāi)。

“對(duì)藍(lán)色機(jī)器人來(lái)說(shuō)，瓢蟲(chóng)在哪里？” 當(dāng)研究人員向紅色機(jī)器人提問(wèn)時(shí)，根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)的不同，“透明眼罩組”的紅色機(jī)器人和藍(lán)色機(jī)器人對(duì)物體位置的信念一致，都會(huì)指向綠色盒子；而“不透明眼罩組”紅色機(jī)器人會(huì)指向黃色盒子。

隨后，研究人員又向紅色機(jī)器人提問(wèn)：“對(duì)你自己來(lái)說(shuō)，瓢蟲(chóng)在哪里？”結(jié)果顯示，“不透明眼罩組”和“透明眼罩組”的紅色機(jī)器人都會(huì)指向綠色盒子。

曾毅解釋道：“抑制控制是思維揣測(cè)過(guò)程中的重要機(jī)制，我們認(rèn)為額下回和顳頂聯(lián)合區(qū)之間、額下回和腹內(nèi)側(cè)前額葉之間的成熟連接是自我視角抑制和自我信念抑制的神經(jīng)基礎(chǔ)。”

為驗(yàn)證抑制控制對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，曾毅團(tuán)隊(duì)設(shè)定了不同的連接強(qiáng)度。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)額下回和顳頂聯(lián)合區(qū)的連接未成熟時(shí)，被試機(jī)器人無(wú)法抑制自我感知的信息，因此無(wú)法正確推理表演機(jī)器人對(duì)物體位置的信念；當(dāng)額下回和顳頂聯(lián)合區(qū)的連接成熟，但額下回和腹內(nèi)側(cè)前額葉的連接未成熟時(shí)，雖然被試機(jī)器人可以正確推理表演機(jī)器人對(duì)物體位置的信念，但無(wú)法抑制自身的信念。

當(dāng)這些連接都成熟時(shí)，被試機(jī)器人不僅可以抑制自我感知的信息，還能抑制自我信念。

從“學(xué)習(xí)”走向“遵守”

論文主要作者之一趙宇軒說(shuō)：“我們通過(guò)降低額下回和顳頂聯(lián)合區(qū)之間、額下回和腹內(nèi)側(cè)前額葉的連接強(qiáng)度使抑制控制機(jī)制失效，計(jì)算模型顯示無(wú)法正確輸出從他人視角感知的信息和推理他人的信念，同時(shí)機(jī)器人在行為上也無(wú)法通過(guò)測(cè)試。因此，從計(jì)算建模的角度可以證明抑制控制是思維揣測(cè)的核心機(jī)制之一。”

對(duì)于未來(lái)的計(jì)劃，曾毅坦言：“對(duì)思維揣測(cè)的計(jì)算建模，構(gòu)建具有思維揣測(cè)能力的智能體只是第一步。接下來(lái)，要將類腦思維揣測(cè)模型應(yīng)用于使智能體自主習(xí)得與環(huán)境、其他智能體以及人類交互過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵守的‘道德’規(guī)范。”

美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)心理學(xué)博士、上海交通大學(xué)凱原法學(xué)院訪問(wèn)特聘教授秦裕林認(rèn)為，為了使人工智能技術(shù)健康發(fā)展并造福人類，既要從法律法規(guī)層面預(yù)防、制止可能有損人類根本利益的人工智能技術(shù)，也要倡導(dǎo)符合人類根本利益、負(fù)責(zé)任的人工智能技術(shù)。“在這一方面，曾毅團(tuán)隊(duì)邁出了可喜的一步。”