北京智源人工智能研究院的一項(xiàng)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(jì)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(zhǎng)不足1毫米的微小生物，因其神經(jīng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)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(dòng)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(duì)秀麗線蟲的302個(gè)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(gè)力學(xué)計(jì)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(jiān)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(gè)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(hào)自主蠕動(dòng)的行為，研究團(tuán)隊(duì)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?cái)?shù)量大幅減少，性能得到顯著提升，同時(shí)保持了解剖學(xué)的真實(shí)性?！疤鞂殹钡?D仿真場(chǎng)景規(guī)模相比Sibernetic提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，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(dòng)力學(xué)作為形變求解器，顯著縮短了每個(gè)迭代步驟的仿真時(shí)間。同時(shí)，投影動(dòng)力學(xué)在使用較大時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)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(shí)網(wǎng)格渲染和GPU光線追蹤技術(shù)，提升了仿真場(chǎng)景的真實(shí)感和互動(dòng)性。
智源研究院理事長(zhǎng)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(tái)。
《自然·計(jì)算科學(xué)》資深編輯阿納尼婭·拉斯托吉對(duì)這項(xiàng)研究成果給予了高度評(píng)價(jià)。她認(rèn)為，動(dòng)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(dòng)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(shì)。通過實(shí)時(shí)網(wǎng)格渲染和GPU光線追蹤技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)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(chǎng)景的真實(shí)感，還為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)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(jià)值。
