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通向通用人工智能:演化与发育系统的建模框架
AI009L Lesson 4
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本课程的核心愿景是探讨如何通过模拟生物界的“演化-发育-学习”(Evo-Devo-Learn)三重耦合机制,构建通向通用人工智能(GAI)的底层架构。不同于传统深度学习中预定义、静态的网络结构,本框架强调智能并非被“设计”出来的,而是在环境压力下,通过遗传基因的演化、个体形态的发育以及突触权重的实时学习,自组织地涌现出来的动态复杂系统。

演化 (Evolution) - 种群/万年 发育 (Development) - 个体/天 学习 (Learning) 秒/毫秒 基因型 (G) → 表现型 (P)

核心建模范式

  • 三位一体的宏观建模:区分演化(优化基因指令集)、发育(实现基因到表现型的映射)与学习(处理实时环境交互),确立三者协同工作的全局蓝图。
  • 动态过程的范式转移:将神经网络视为一个受基因调控网络(GRN)驱动的生长实体。AI的鲁棒性瓶颈在于缺乏自适应生长的机制,而本框架通过模拟生物生长逻辑来解决这一问题。
  • SNN作为计算载体:脉冲神经网络(SNN)的时域特性和生物相似性,使其成为承载发育动力学(如神经元迁移、轴突生长)与演化算法(如编码非线性生长规则)的最佳基质。
生物学类比:大脑的“生长指南”
人类大脑并非由基因直接存储千亿个连接细节,而是存储了一套“生长指南”。在胚胎期指导神经元分裂与迁移(发育);出生后,通过与环境互动调整连接强度(学习)。本框架即旨在计算机中复刻这一过程。