Компьютерные системы предсказывают реакцию объектов на физические воздействия

Профессор Джош Тененбаум из MIT стремится объяснить и повторить человеческий интеллект. Тененбаум и один из его студентов являются соавторами четырех работ, в которых они изучают основные когнитивные способности, необходимые интеллектуальному субъекту для ориентации в мире: распознавание различных объектов и формирование предположений о том, как они реагируют на физические воздействия.

Исследователи считают, что при построении компьютерных систем, которые начинают приближаться к этим возможностям, они могут помочь в ответе на вопросы о том, какие ресурсы обработки данных используют люди на разных этапах развития.

Тененбаум говорит: «Все начинается с просмотра полной трехмерной формы объектов в сцене, а также их физических свойств, таких как масса и трение, то есть рассуждений о том, как эти объекты будут перемещаться с течением времени. Мы начинаем создавать машины, которые все больше и больше используют базовое понимание людей о физическом мире».

Три из этих работ касаются выводов о физической структуре объектов, визуальных и звуковых данных. Четвертая работа касается прогнозирования поведения объектов на основе этих данных.

Что еще объединяет все четыре работы, так это необычный подход к машинному обучению — метод, в котором компьютеры учатся выполнять вычислительные задачи, анализируя огромные наборы обучающих данных.

В типичной системе машинного обучения обучающие данные маркированы. Человеческие аналитики, скажем, идентифицировали объекты в визуальной сцене или переписали слова произносимого предложения. Система пытается узнать, какие особенности данных коррелируют с этими маркерами, а также судить о том, насколько хороши эти маркеры для ранее невидимых данных. В новых работах Тененбаума система обучена выводить физическую модель мира — трехмерные формы объектов, которые в основном скрыты из вида.

В четвертой работе Тененбаум с учениками и коллегами из DeepMind и Оксфордского университета описывает систему, которая начинает моделировать интуитивное понимание человеком физических сил, действующих на объекты в мире.