遵循簡單規(guī)則的簡單生物以群體形式出現(xiàn)時,可以表現(xiàn)出驚人的復(fù)雜性、效率,甚至是創(chuàng)造力。這種特性被稱為“群體智能”,在自然界中隨處可見,但研究人員最近開始利用這種特性來升級改造一些領(lǐng)域,如機(jī)器人、數(shù)據(jù)挖掘、醫(yī)學(xué)和區(qū)塊鏈。
“群體智慧”時代:讓簡單科技變得更加智能
例如,螞蟻只能完成有限的功能,但是蟻群可以建造橋梁,創(chuàng)造傳遞食物和信息的“高速公路”,發(fā)動戰(zhàn)爭,奴役其他物種的螞蟻——所有這些都超出了任何一只螞蟻的理解范圍。同樣的,魚群、鳥群、蜂群和其他物種群體所表現(xiàn)出的有計劃性的行為,也應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在擁有更高的智商等級的物種之中。
這發(fā)生在一個叫做“共識主動性”的過程中。簡單來說,一個小組成員行為的一個小小改變會導(dǎo)致其他成員的行為也發(fā)生改變,從而導(dǎo)致一種新的行為模式出現(xiàn)。
當(dāng)一只螞蟻找到食物來源時,它會用信息素標(biāo)記出路徑。這吸引了其他螞蟻過來,引導(dǎo)它們前往食物來源所在地,并提示它們用更多的信息素標(biāo)記這條路。隨著時間的推移,最有效的路線將成為超級高速公路,因?yàn)楂@取食物的路線耗時更短且對于螞蟻來說更容易的話,到達(dá)食物所在地的螞蟻就越多,它們留下的信息素也就越多。因此,這看起來就像是一個更聰明的個體選擇了最佳路線,但這條路線來自于許多個體所做的微小的、簡單的改變。
那么,這對人類意味著什么呢?不勝枚舉。在過去的幾十年里,研究人員開發(fā)出了大量的算法和啟發(fā)式算法,比如蟻群算法和粒子群優(yōu)化算法,并且這些算法正很快被采用。
機(jī)器人群
一群機(jī)器人將遵循和蟻群一樣同樣的原則來工作:每個成員都有一套簡單的規(guī)則可以遵循,以進(jìn)行自我組織和自我支持。
例如,喬治亞機(jī)器人與智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(GRITS)的研究人員創(chuàng)造了一群簡單的機(jī)器人,它們可以拼寫單詞和彈奏鋼琴。這些機(jī)器人不能交流,但僅僅基于周圍機(jī)器人的位置,它們就能夠使用自己的特殊創(chuàng)建的算法來確定完成任務(wù)的最佳路徑。
這對無人機(jī)群也非常有用。
去年2月,中國的航空公司億航制造了一千架無人機(jī)組成的無人機(jī)群,它們不僅完成了精彩的高空飛行表演,還展示了能完全自主地隨機(jī)應(yīng)變和排除故障的能力。
此外,就在最近,劍橋大學(xué)和科克大學(xué)公布了他們稱之為“無人機(jī)智能能源共享網(wǎng)絡(luò)”(Energy Neutral Internet of Drones)的構(gòu)想。令人驚訝的是,這群無人機(jī)能主動與其他沒有得到通訊信息,或者能量不足的無人機(jī)分享信息或能量。
世界各國的軍隊(duì)也都在利用這一點(diǎn)。
去年,美國國防部宣布其一大批微型無人機(jī)測試成功,它們可以更低能耗、更有效地執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。他們聲稱,“微型無人機(jī)顯示出了先進(jìn)的群體行為,如集體決策、適應(yīng)性編隊(duì)飛行和自我修復(fù)。”
一些專家估計,至少有30個國家正在積極地發(fā)展建設(shè)無人機(jī)群,甚至是水下無人機(jī),用于完成軍事任務(wù),包括情報收集、導(dǎo)彈防御、精確導(dǎo)彈打擊和加強(qiáng)通信。
美國國家航空航天局還計劃在太空探索中部署大量的微型宇宙飛船,醫(yī)療界也在考慮使用大量的納米機(jī)器人來精確運(yùn)送藥物、進(jìn)行顯微手術(shù)、靶向攻擊毒素和制造生物傳感器。
如果人類是螞蟻呢?
任何區(qū)塊鏈的優(yōu)勢都來自于支持它的社區(qū)的規(guī)模和多樣性。比特幣、以太坊和萊特幣等加密貨幣是由使用、投資、以及最重要的,開采這些貨幣的人們所影響,從而讓區(qū)塊鏈發(fā)揮作用。沒有一個活躍的社區(qū),或者群體,他們的區(qū)塊鏈就會失敗。
若你從上往下看,區(qū)塊鏈竟像蟻群一樣運(yùn)轉(zhuǎn),自然而然便會找到最有效的方式來移動大量信息。
礦工們相互競爭來進(jìn)行復(fù)雜的計算,以增加另一塊區(qū)塊,而贏家則會得到區(qū)塊鏈的原生貨幣和商定的費(fèi)用。當(dāng)然,擁有功能更強(qiáng)大的電腦的礦工更有可能贏得獎賞,從而也進(jìn)一步增強(qiáng)了贏家的能力,讓他們獲得更多的獎勵。隨著時間的推移,能留下來的礦工越來越少,因?yàn)閯倮吣軌蚋行У爻袚?dān)更多的工作量,就像螞蟻建造高速公路一樣。
此外,一家名為“Unanimous AI”的公司開發(fā)了一種算法,讓人類可以集體做出預(yù)測。到目前為止,人工智能算法及其人類參與者做出了一些預(yù)測,準(zhǔn)確的令人驚訝不已,比如肯塔基賽馬會的前四名、奧斯卡獎得主、斯坦利杯冠軍等等。有越多的人參與到該群體之中,他們的預(yù)測能力就越大。
需要說明的是,這不是基于群體共識的預(yù)測。更確切地說,這群人利用軟件實(shí)時地輸入他們的意見,從而對群體內(nèi)的其他成員進(jìn)行細(xì)微的改變,由此其他成員的輸入的意見也會產(chǎn)生細(xì)微的變化。
研究表明,在沒有算法的情況下,群體智能的表現(xiàn)總是優(yōu)于沒有算法加持的個體和人群的表現(xiàn)。雖然這只是冰山一角,但也有一些人認(rèn)為,群體智能可以徹底改變醫(yī)生對患者的診斷方式,以及向消費(fèi)者推銷產(chǎn)品的方式。群體智能甚至可能是真正創(chuàng)造人工智能的關(guān)鍵一步。
雖然群體智能是許多物種成功的關(guān)鍵組成部分,但加以時日,人類便能利用它的有效性。