HyperAIHyperAI

Command Palette

Search for a command to run...

从无序到有序:自组装技术逆推“生命游戏”的自动化奥秘

在谷歌研究团队工作的科学家亚历山大·莫尔德文采夫(Alexander Mordvintsev)展示了一段令人惊叹的数字生命现象:屏幕上两个像素团块如蝴蝶般生长、碰撞,其中一只翅膀受损后竟像蝾螈一样再生出新翼。这一过程并非人为设计,而是由他开发的“神经元细胞自动机”(Neural Cellular Automata, NCA)自发演化而来。 NCA颠覆了经典“生命游戏”(Game of Life)的逻辑——传统方法从简单规则出发,观察复杂系统如何涌现;而Mordvintsev反其道而行之:给定一个目标图案,系统自动推导出能生成该图案的底层规则。这标志着“复杂性工程”的实现,即通过设计基本单元(如“砖块”),让它们在无中央控制下自组织成复杂结构,如同用无数砖块摇晃后自然建成一座大教堂。 这一技术的核心在于用深度神经网络替代传统规则。每个细胞仅与邻居通信,其状态由神经网络动态决定,且支持连续值、隐藏变量、随机更新等机制,使系统更具生物真实感。实验中,即使图案被破坏,系统也能自我修复,展现出惊人的再生能力。研究者发现,这种鲁棒性源于系统对噪声和不确定性的适应训练,类似生物在复杂环境中进化出的韧性。 NCAs不仅模拟生命形态,更具备潜在计算价值。相比传统计算机依赖中央处理器与长距离连接,NCA是彻底分布式系统,能量效率更高。它能执行矩阵运算、解决抽象推理问题,甚至在无记忆机制下通过演化过程而非记忆来“理解”规则,避免了深度学习常见的过拟合问题。 此外,NCAs正被用于机器人集群设计。研究者已训练虚拟机器人像蝌蚪般游动,展现出多细胞生物般的动态重组能力。未来或可实现由成百上千机器人组成的“活体机器”,如蠕动的有机体。 莫尔德文采夫认为,这正是计算与生命、智能与自组织的回归——正如冯·诺依曼时代先驱们所见,生命与计算本是一体。如今,通过NCA,这一古老愿景正被重新点燃。

相关链接