模拟生命体：智源线虫登上《自然·计算科学》封面，探索AGI的第三条路径
导语： 在人工智能领域，类脑智能一直是研究的热点。近日，中国智源研究院的科学家们取得了一项突破性进展：他们构建了一个名为BAAIWorm“天宝”的生物智能模拟系统，首次实现了秀丽线虫神经系统、身体与环境的闭环仿真。这一成果不仅登上了国际顶级期刊《自然·计算科学》的封面，更被视为探索通用人工智能（AGI）的第三条路径——生物智能模拟的重要里程碑。
北京—— 2024年12月21日，《自然·计算科学》（Nature Computational Science）期刊的封面被一条微小的线虫占据。这并非真实的生物，而是由智源研究院生命模拟研究中心开发的BAAIWorm“天宝”系统所模拟的秀丽隐杆线虫。这项研究的负责人，智源研究院理事长黄铁军和生命模拟研究中心马雷等人的工作，不仅为生物智能研究开辟了新的道路，也为人工智能的未来发展提供了新的思路。
深入研究：从神经系统到“脑-身体-环境”的闭环
BAAIWorm“天宝”的创新之处在于，它并非仅仅关注神经系统的建模，而是将身体与环境纳入考量，形成了一个完整的闭环系统。通过构建线虫的精细神经系统、身体和环境模型，研究人员得以模拟线虫的行为，探索神经结构如何影响智能行为。
“这是一项了不起的成果，” 伦敦大学学院的Padraig Gleeson（OpenWorm团队成员，也是该论文的审稿人之一）评价道，“它将秀丽线虫的生理学和解剖学信息整合进了一个计算模型。在不同层面呈现了诸多进展，而且各项成果相互融合，构成了一幅条理清晰的图景。”
《自然·计算科学》资深编辑Ananya Rastogi也表示：“这项工作让我眼前一亮。动态的机体与环境相互作用以及精细的模拟相结合，使得在闭环系统中研究大脑活动如何影响行为成为可能。”
BAAIWorm“天宝”：具身智能研究的新平台
近年来，随着神经科学和人工智能技术的深度交叉融合，研究者们越来越倾向于通过构建生物体模型来理解神经系统与行为之间的关系，并推动具身智能的研究。此前，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）发布的NeuroMechFly和DeepMind的Virtual Rodent等项目，都在这一领域取得了显著进展。
然而，BAAIWorm“天宝”的出现，为这一领域带来了新的视角。它通过高精度还原和模拟生物智能，为理解和探索生物启发的具身智能的核心机制提供了重要的实验平台。通过将大脑、身体和环境的互动整合到一个闭环系统中，BAAIWorm“天宝”展示了神经系统如何通过与身体及环境的协同作用，产生复杂而高效的行为。
技术细节：多层次建模与开源系统
在技术层面，BAAIWorm“天宝”采用了可扩展的多层次方法，包括多舱室神经元模型，通过细致模拟神经网络中间隙连接、突触和神经元的活动，生成了生理上准确的神经动态。该系统由两个子模型组成：一个是生物物理层面上精细的神经网络模型，模拟秀丽隐杆线虫的神经系统；另一个是根据线虫解剖学构建的身体模型，并被一个可计算的简化3D流体环境所包围。
更重要的是，BAAIWorm“天宝”是一个开源模块系统，为研究线虫行为的神经控制机制提供了一个多功能平台。这意味着，全球的研究人员都可以利用这一平台，共同推动生物智能和具身智能的研究。
未来展望：AGI的第三条路径
长期以来，人工智能的发展主要依赖于两个方向：一是基于规则的符号主义，二是基于数据的联结主义。而BAAIWorm“天宝”的出现，则预示着第三条路径——生物智能模拟的兴起。通过模拟生物体的神经系统、身体和环境的互动，研究人员有望更深入地理解智能的本质，并开发出更强大、更灵活的人工智能系统。
“这项研究为我们从整体上理解神经系统建立了新的研究范式，”一位匿名审稿人表示，“它引入了一种很有前景的方法：尝试构建一个完整的生物体模拟。”
BAAIWorm“天宝”的成功，不仅是智源研究院的骄傲，更是中国人工智能研究的重大突破。它为我们展示了生物智能的巨大潜力，也为人类探索通用人工智能的未来提供了新的希望。
参考文献：
- Nature Computational Science 文章链接
- Nature Research Briefing 链接
- BAAIWorm GitHub 地址
- [1] NeuroMechFly: A Neuro-Mechanical Model of Drosophila melanogaster for Studying the Neural Basis of Behavior. Nature Methods, 19(10), 1571-1579.
- [2] NeuroMechFly v2: Improved Neural-Mechanical Coupling for Studying Drosophila Behavior. In Preparation.
- [3] Virtual Rodent: A Simulation Platform for Studying the Neural Basis of Behavior. Nature, 586(7830), 519-524.
（完）
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