ASAL – Sakana AI 聯(lián)合 OpenAI 等推出使用基礎(chǔ)模型搜索人工生命的系統(tǒng)

ASAL（Automated Search for Artificial Life）是一款由Sakana AI與MIT、OpenAI等機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的自動(dòng)化搜索人工生命（ALife）系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過三種核心搜索機(jī)制——有監(jiān)督目標(biāo)搜索、開放式搜索和照明式搜索——實(shí)現(xiàn)對人工生命模擬的高效探索。ASAL成功驗(yàn)證了多種經(jīng)典的ALife基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了以往未被識別的生命形式，推動(dòng)了ALife研究的前沿。

ASAL是什么

ASAL（Automated Search for Artificial Life）是一個(gè)利用基礎(chǔ)模型進(jìn)行人工生命（ALife）自動(dòng)搜索的系統(tǒng)。該項(xiàng)目由Sakana AI和MIT、OpenAI等機(jī)構(gòu)聯(lián)合推出，依托于三種主要的搜索機(jī)制：有監(jiān)督目標(biāo)搜索、開放式搜索和照明式搜索。通過有監(jiān)督目標(biāo)搜索，ASAL能夠找到產(chǎn)生特定現(xiàn)象或序列的模擬；開放式搜索則旨在發(fā)掘持續(xù)創(chuàng)造新行為的模擬；而照明式搜索則聚焦于識別展現(xiàn)多樣化行為的模擬。該系統(tǒng)在多種經(jīng)典的ALife基質(zhì)（如Boids、粒子生命、類生命元胞自動(dòng)機(jī)、Lenia及神經(jīng)元胞自動(dòng)機(jī)）中進(jìn)行了有效的驗(yàn)證，成功探索出了前所未有的生命形式，擴(kuò)展了ALife研究的視野。

ASAL的主要功能

• 有監(jiān)督目標(biāo)搜索：檢索并識別能夠產(chǎn)生特定或序列的人工生命模擬，幫助研究人員找到與特定現(xiàn)象相吻合的模擬環(huán)境。
• 開放式搜索：探尋能夠持續(xù)生成新行為和新奇的人工生命模擬，旨在探索和再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中無止境的新奇事物的涌現(xiàn)。
• 照明式搜索：發(fā)掘一組展現(xiàn)出多樣行為的人工生命模擬，系統(tǒng)地照亮并分類整個(gè)可能的人工生命現(xiàn)象空間，揭示“生命的可能形態(tài)”。
• 跨基質(zhì)兼容性：能夠在多種不同的人工生命基質(zhì)中運(yùn)行，包括Boids、粒子生命、生命游戲、Lenia和神經(jīng)元胞自動(dòng)機(jī)等，展現(xiàn)出廣泛的適用性。
• 定量分析：基于基礎(chǔ)模型的語義表示能力，對以往只能進(jìn)行定性分析的人工生命現(xiàn)象進(jìn)行定量分析，提供新的度量和分析工具。

ASAL的技術(shù)原理

• 視覺-語言基礎(chǔ)模型：基于CLIP（對比語言-圖像預(yù)訓(xùn)練），將圖像與自然語言文本映射到共同的表示空間，進(jìn)行相似性測量。
• 嵌入與相似性測量：利用視覺-語言模型將模擬生成的圖像與描述目標(biāo)現(xiàn)象的文本提示嵌入到相同的表示空間，并評估它們之間的相似性。
• 優(yōu)化算法：采用優(yōu)化算法（如遺傳算法、CMA-ES等）調(diào)整模擬參數(shù)，以最大化目標(biāo)現(xiàn)象的表示與模擬輸出之間的匹配度。
• 搜索策略：
  • 有監(jiān)督目標(biāo)搜索：通過最大化模擬生成圖像與目標(biāo)提示詞的匹配度，尋找特定模擬。
  • 開放式搜索：最大化模擬產(chǎn)生的圖像在基礎(chǔ)模型表示空間中相對于歷史狀態(tài)的新穎度，尋找開放式模擬。
  • 照明式搜索：最大化一組模擬在基礎(chǔ)模型表示空間中的覆蓋率，最小化每個(gè)模擬與其最近鄰的距離，以尋找多樣化的模擬。

ASAL的項(xiàng)目地址

• 項(xiàng)目官網(wǎng)：pub.sakana.ai/asal
• GitHub倉庫：https://github.com/SakanaAI/asal
• arXiv技術(shù)論文：https://arxiv.org/pdf/2412.17799

ASAL的應(yīng)用場景

• 生物進(jìn)化研究：模擬生物進(jìn)化過程，研究遺傳變異和自然選擇如何促成新物種的形成。
• 智能機(jī)器人行為：探索機(jī)器人在未知環(huán)境中的自適應(yīng)行為與學(xué)習(xí)策略，提升其自主性和靈活性。
• 游戲AI開發(fā)：在游戲開發(fā)中，創(chuàng)造具有復(fù)雜行為的非玩家角色（NPC），提高游戲的沉浸感和挑戰(zhàn)性。
• 生態(tài)保護(hù)模擬：模擬不同保護(hù)措施對生態(tài)系統(tǒng)的影響，為生態(tài)保護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。
• 藝術(shù)創(chuàng)作：生成動(dòng)態(tài)藝術(shù)作品，使其根據(jù)觀眾的互動(dòng)或外部環(huán)境變化而不斷演變。