首次實現秀麗線蟲神經系統、身體與環境的閉環仿真

原標題：模擬生命體，智源線蟲登上Nature子刊封面，探索AGI的第三條路徑
文章來源：機器之心
內容字數：9306字

BAAIWorm天寶：基于數據驅動的生物智能模擬系統

本文概要介紹了智源研究院提出的BAAIWorm天寶——一個全新的、基于數據驅動的生物智能模擬系統，該系統首次實現了秀麗線蟲神經系統、身體與環境的閉環仿真，并于2024年12月在《自然·計算科學》期刊發表，并被選為封面故事。

一、BAAIWorm天寶的意義

1. 推動具身智能研究： BAAIWorm天寶通過高精度還原和模擬生物智能，為理解和探索生物啟發的具身智能的核心機制提供了重要的實驗平臺。它將大腦、身體和環境的互動整合到一個閉環系統中，展示了神經系統如何與身體及環境協同作用，產生復雜而高效的行為。

2. 與其他研究對比： BAAIWorm天寶與瑞士洛桑聯邦理工學院的NeuroMechFly以及DeepMind的Virtual Rodent等國際領先研究相比，在生物智能模擬方面取得了重要突破，為開發具有類似感知與能力的人工具身智能系統提供了新的視角。

二、BAAIWorm天寶的介紹

1. 閉環系統： BAAIWorm天寶是一個開源模塊系統，它構建了秀麗線蟲的精細神經系統、身體和環境模型，形成一個閉環系統，模擬線蟲的行為，探索神經結構如何影響智能行為。這與傳統模型將神經系統或身體環境孤立開來的做法不同。

2. 模型構成： 該系統由生物物理層面上精細的神經網絡模型和基于線蟲解剖學構建的身體模型兩部分組成，并被一個可計算的簡化3D流體環境包圍。神經網絡模型中的每個神經元都被表示為一個多艙室模型，身體模型則結合了96個肌肉細胞。

3. 功能： 系統模擬了環境中的連續感官輸入（如食物濃度梯度），這些輸入會動態影響神經計算，進而驅動肌肉收縮，形成一個閉環反饋系統，最終形成協調的軌跡，能夠與真實線蟲行為類比。

三、BAAIWorm天寶的亮點

1. 世界最高精度線蟲神經網絡模型： 基于線蟲神經元的真實生理特性，構建了生物物理層面上的高精度神經網絡模型，是目前已知首個同時在神經元層面和神經網絡層面都具有真實動力學特性的模型。

2. 精細的身體環境模型： 該模型符合生物線蟲解剖特性，可精準穩定的追蹤和度量三維軟體，在仿真性能和環境尺度等指標上取得了數量級的提升。

3. 高精度神經系統模型與身體環境模型的閉環仿真： 首次建立了線蟲神經網絡模型與身體環境模型的閉環交互，模擬線蟲通過之字形接近食物的行為。

四、BAAIWorm天寶基于OpenWorm的新進展

BAAIWorm天寶基于OpenWorm項目，在神經網絡模型、生物體與環境建模以及閉環互動等方面取得了顯著進展，例如：增強了單神經元建模的精度，提升了神經元連接的解剖學準確性，提高了生物體與環境建模的效率和仿真精度，并實現了神經網絡與生物體模型的閉環互動。

五、未來展望

BAAIWorm天寶為進一步理解神經控制機制和智能行為的生成機制提供了全新工具。智源研究院還在開發其他數字生命體模型，例如OpenComplex和BAAIHeart，并積極探索通過類腦建模探索神經網絡結構如何驅動智能行為，為通用人工智能的實現提供新思路。

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