Le macchine di intelligenza artificiale sottoposte a test di psicologia comportamentale

Gli psicologi comportamentali utilizzano da tempo i labirinti per studiare la memoria e l'apprendimento; loro soggetti, per lo più ratti e topi.

Ora i ricercatori stanno iniziando a utilizzare lo stesso approccio per testare un tipo di soggetto completamente nuovo: l'ultima generazione di macchine di intelligenza artificiale. Hanno iniziato mettendo alla prova queste macchine nei labirinti creati nel mondo online di Minecraft.

I labirinti hanno un lunga storia in psicologia comportamentale . All'inizio del 20° secolo, gli scienziati si interessarono alla capacità di ratti e topi di imparare e ricordare. In particolare, hanno iniziato a studiare i meccanismi di apprendimento come l'apprendimento per rinforzo.

Il labirinto è diventato il cavallo di battaglia standard per questo tipo di lavoro. I ricercatori avrebbero ideato un labirinto complesso, posto una sorta di ricompensa al centro, quindi avrebbero lasciato libero un topo all'interno e avrebbero visto quanto velocemente ha risolto il puzzle.

Gli psicologi scoprirono rapidamente che i topi imparavano rapidamente e potevano trovare la loro strada anche con vari disturbi sensoriali come essere accecati, assordati o farsi strappare i baffi.

Ma la complessità dei primi labirinti significava che gli esperimenti erano difficili da confrontare. Così alla fine gli psicologi hanno optato per semplici labirinti a forma di T o Y, ad esempio, che potevano essere facilmente riprodotti in qualsiasi laboratorio.

Ciò ha aiutato a mostrare come imparano i topi, che i geni possono determinare quanto velocemente i topi risolvono enigmi e così via. Negli ultimi anni, gli informatici hanno persino sviluppato labirinti di realtà virtuale in cui i topi sono tenuti fermi e costretti a guardare uno schermo stando in piedi sopra una specie di trackball che si muove mentre camminano o corrono. In questo modo, il topo avanza nel labirinto virtuale.

Ora Junhyuk Oh, Valliappa Chockalingam, Satinder Singh e Honglak
Lee dell'Università del Michigan ha iniziato a sperimentare un tipo di labirinto completamente nuovo per testare le capacità cognitive di un tipo completamente nuovo di essere. I nuovi labirinti sono costruiti in Minecraft, un mondo 3-D in cui i giocatori usano cubi strutturati per costruire quasi tutto. Creare un semplice labirinto qui è banale.

Ma gli esseri che Oh e co stanno testando sono ancora più esotici: sono macchine di intelligenza artificiale. Tuttavia, mentre queste macchine apprendono facilmente in ambienti ideali, hanno difficoltà nelle situazioni del mondo reale in cui gli oggetti possono essere parzialmente oscurati, in cui visione e movimento devono essere attentamente coordinati per avere successo e la ricompensa risultante spesso ritardata.

Una domanda importante è quali tipi di sistemi di intelligenza artificiale sono i migliori in questo. Ma studiare come si comportano i sistemi di intelligenza artificiale è difficile perché gli ambienti difficili sono difficili da riprodurre. È qui che entra in gioco Minecraft.

Oh e co hanno creato una serie di labirinti in cui impostano i loro algoritmi di intelligenza artificiale compiti sempre più complessi. Ad esempio, un compito potrebbe essere trovare il cubo rosso in un labirinto, l'attività successiva trovare un blocco rosso se il primo blocco che vede è giallo ma altrimenti cercare un blocco blu e così via (guarda il video).

Il labirinto assicura che non ci sia sempre una linea pulita del sito verso i blocchi e che l'algoritmo debba coordinare il suo movimento e la sua visione da esplorare. Il team può anche dare diversi tipi di ricompense per aver completato con successo l'attività. Fondamentalmente, lo stesso compito con lo stesso livello di difficoltà può essere impostato più e più volte.

I risultati sono la prima esplorazione sistematica di questo tipo di capacità cognitiva dell'IA. Il team afferma che il sistema di intelligenza artificiale più performante utilizza l'apprendimento per rinforzo profondo potenziato con memoria aggiuntiva. Queste macchine recuperano memorie rilevanti in base al contesto in cui sono state archiviate e in cui si trova il dispositivo. È diverso da molti sistemi di memoria esistenti che non si basano sul contesto per il recupero della memoria.

Il nostro principale risultato empirico è che il recupero della memoria dipendente dal contesto può risolvere più efficacemente il nostro insieme di compiti, dicono.

È un lavoro interessante che apre la strada a molti lavori futuri. I labirinti di Minecraft sono facili da riprodurre, consentendo a chiunque disponga di un sistema di intelligenza artificiale di confrontare le proprie prestazioni con questi e altri risultati.

Consente inoltre un'espansione diretta della ricerca. In futuro, intendiamo sfruttare la flessibilità del dominio Minecraft per costruire compiti cognitivi ancora più impegnativi per valutare ulteriormente le nostre architetture, diciamo Oh e co.

E questo solleva una prospettiva interessante. Forse il primo posto in cui vedremo le IA che svolgono attività avanzate sarà in impostazioni di realtà virtuale come Minecraft. Ciò fornisce anche un ambiente favorevole in cui esplorare alcune delle questioni etiche sollevate dalla ricerca sull'IA.

Quindi la prossima volta che tu o i tuoi figli vi immergerete in un mondo di Minecraft, date un'occhiata attenta agli altri giocatori. È solo possibile che potrebbero non essere tutto ciò che sembrano.

Rif: arxiv.org/abs/1605.09128 : Controllo della memoria, della percezione attiva e dell'azione in Minecraft

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