智源研究院BAAIWorm天寶:登上Nature子刊封面的線蟲閉環仿真系統
智源研究院最新研究成果BAAIWorm天寶,成功登上《自然·計算科學》期刊封面,標志著生物智能模擬領域取得重大突破。該系統首次實現了對秀麗線蟲神經系統、身體與環境的閉環仿真,為具身智能發展和AI實際應用開辟了全新路徑。
BAAIWorm天寶的核心創新
BAAIWorm天寶的核心在于其閉環系統設計。它并非僅僅關注神經系統建模,而是將線蟲的身體和環境也納入考慮,模擬線蟲的真實行為,從而探索神經結構如何影響智能行為。這與以往研究中將神經系統、身體和環境孤立開來進行研究的方法形成了鮮明對比,更貼近生物體的真實運作機制。
高精度建模與仿真
BAAIWorm天寶基于實驗數據,構建了高精度的神經網絡模型和身體模型。神經元模型采用多艙室模型,精確模擬神經元的結構和功能,并基于實驗數據構建精細的突觸和間隙連接結構。身體模型則根據線蟲解剖學構建,并置于一個簡化的3D流體環境中,實現線蟲在環境中的仿真。該系統能夠模擬線蟲的覓食行為,例如之字形接近食物,并實時觀察線蟲的軌跡、神經活動以及肌肉信號。
基于OpenWorm的改進與提升
BAAIWorm天寶基于OpenWorm項目,在其基礎上進行了多項改進。例如,它提升了單神經元建模精度、神經元連接的解剖學準確性,并對神經網絡模型進行了嚴格訓練。在身體與環境建模方面,BAAIWorm天寶提高了建模效率,擴大了仿真場景規模,并提升了仿真速度和可視化效果。最重要的是,BAAIWorm天寶實現了神經網絡與生物體模型的閉環互動,加入了環境對神經系統的反饋,更全面地模擬了線蟲與其環境的互動。
對具身智能研究的意義
BAAIWorm天寶為具身智能研究提供了重要的實驗平臺。通過將大腦、身體和環境整合到一個閉環系統中,它展示了神經系統如何通過與身體及環境的協同作用產生復雜而高效的行為。這不僅加深了對生物智能的理解,也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。該研究與其他機構(如EPFL的NeuroMechFly和DeepMind的Virtual Rodent)的研究成果一起,共同推動著生物智能模擬領域的發展。
未來展望
智源研究院將繼續在生物智能模擬領域深耕,開發更多類似BAAIWorm天寶的數字生命體模型,例如OpenComplex和BAAIHeart。通過探索“結構決定功能”的類腦方法,并結合天演平臺的建模和優化能力,智源研究院致力于推動生物智能與人工智能交叉研究的前沿探索,為通用人工智能的實現提供新的思路。
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文章來源:新智元
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作者簡介:智能+中國主平臺,致力于推動中國從互聯網+邁向智能+新紀元。重點關注人工智能、機器人等前沿領域發展,關注人機融合、人工智能和機器人對人類社會與文明進化的影響,領航中國新智能時代。