解鎖新技能,美科學家開發可發揮想像力的人工智慧系統

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 21 日 9:48 | 分類 AI 人工智慧 , 尖端科技 , 機器人 Telegram share ! follow us in feedly


雖然近年來,AI 已經在一些領域發揮超越人類的能力,例如計算、下棋、邏輯推理等,但仍然有許多功能還無法與人腦比擬。近期美國南加州大學研究團隊發表了一項研究成果,展示了可以發揮想像力的 AI 系統,讓機器學習領域出現新的突破。

▲ 目前的 AI 雖然能夠產生完美的虛擬人臉,但無法模擬人臉以外事物。(Source:The Verge

在人的腦中,可以自由的根據過往經驗,以及人事物的各項特質,憑空想像出不同的場景、動作與畫面,但對於機器來說是一項非常困難的任務,因此南加州大學(University of Southern California,USC)團隊,在今年度「國際機器學習展示會議」(International Conference on Learning Representations,ICLR)發表 AI 想像力系統。

「人類的大腦可以輕易的解構過往學習到的人事物,並且根據不同的特徵-例如形狀、姿態、位置和顏色等,重新合成現實不存在的新圖像。」團隊中的博士生 Yunhao Ge 表示,透過人工神經網路技術,他們設計出一套可以發揮想像能力的 AI 系統。

目前的 AI 系統,如果要自動產生某種圖像,例如人臉,必須先設計出一套演算法,並提供一定數量的人像,讓機器透過演算法學習人臉的各項特徵,之後就能夠自行產生各種虛擬人像。但現有技術的限制在於,系統雖然可以產生無數的虛擬人像,但無法產生與人無關的事物,或是讓虛擬的人處在不同情境中。

研究團隊使用機器學習「脫鉤」(Disentanglement)的概念,這項概念最著名的運用就是「Deepfake」技術,Deepfake 可以將不同人事物的外形、動作和情境分開學習,並用演算法重新創造出一組虛擬的人事物,且進行不同的動態。

因此團隊捨棄傳統演算法使用的單張圖片學習方式,一次用一組互無關聯的圖片,讓 AI 運用脫鉤概念進行特徵分析,從而創造出 AI 進行想像的能力,團隊稱這種想像力為「可控脫鉤圖像學習」(Controllable Disentanglement Representation Learning)。

▲ 帶領研究團隊的南加大教授 Laurent Itti。(Source:USC

「透過演算法,AI 能夠隨意的把變形金剛裡面的大黃蜂、柯博文與時代廣場結合起來,產生大黃蜂顏色的柯博文卡車在時代廣場旁行駛的圖片。」領導團隊的 Laurant Itti 博士表示,這項成果相較於傳統的圖像產生 AI 來說,有更多聯想能力,能把更多元素同時帶進演算法,讓機器產出更豐富的畫面。

團隊同時也指出,這項技術對醫藥領域也有相當大潛力,透過 AI 脫鉤聯想能力,機器能同時分析成千上萬種不同藥物或生化物質的特性,並透過分析與重組,合成出新的藥物配方,大量減少新藥物研發的時間,可為人類健康帶來許多幫助。

(首圖來源:USC