新的计算机程序可以像我们一样预测事物将如何运动

新的计算机程序可以像我们一样预测事物将如何运动

在某种程度上,我们人类非常善于预测未来。当然,不是预测大事,而是预测小事,比如某物在不同力量和条件下会如何运动。现在,研究人员正试图让计算机拥有同样的能力。

假设你有一个很重的木块和一个橡胶球放在一个陡坡的顶部,你把它们都固定在原处。如果你放手(不允许推动)会发生什么?

我们可以预测,如果你放开积木,它可能不会像球那样快速地从山上滚下来,即使它会移动。你知道圆形物体会滚动,而有棱角的物体通常不会滚动。尽管物理学控制着这两个物体的运动,但你不需要有物理学背景就可以做出猜测,你只是知道。你怎么知道的?因为小时候你可能玩过积木、球和坡道。你所有的经历都帮助你在一瞬间做出了这个预测。

但计算机通常不会被派到户外玩耍,所以它们不会学习物体如何与世界互动。直到现在。麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL) 的一组科学家开发了一个名为 Galileo 的计算机模型,该模型能够观看不同物体在不同情况下互动的视频(例如一个块从斜坡上滑下来撞到其他物体),以估计物体的重量,并预测它们在其他情况下会做什么。

“例如,从斜坡场景中,伽利略可以推断物体的密度,然后预测它是否可以漂浮,”这项研究的共同作者、博士后研究员 Ilker Yildirim 在一份声明中表示。“这只是让计算机更深入地理解动态场景的第一步。”

Yildirim 和他的合著者首先向 Galileo 展示了 150 个视频,然后添加了一些人的直觉。或者更确切地说,是计算机直觉。他们将 Galileo 与 Bullet 联系起来,Bullet 是视频游戏和电影中使用的计算机软件,是一种“物理引擎”,能够通过模拟现实世界中的物理工作原理,使动画图形看起来非常真实。然后他们添加了算法,使 Galileo 能够像人类一样从以前的经验中学习,并与人类进行测试,让计算机和人类预测物体在实验过程中会如何移动。他们发现人类和计算机的预测非常相似。

您可以使用 CSAIL 创建的这个网站来测试您与伽利略的比较。观看物体从斜坡上滑下撞击木块的短片后,点击您认为更重的物体。您可以检查您的答案是否正确,以及伽利略是否猜对了。

接下来,研究人员希望更进一步,与伽利略合作进行涉及流体或弹簧的更复杂的预测,最终达到它能够比我们更快地对自然界做出预测的程度。

“想象一下,一个机器人能够轻松适应龙卷风或地震等极端物理事件,”合著者约瑟夫·林说。“最终,我们的目标是创建灵活的模型,可以在存在很大不确定性的环境中帮助人类。”

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