AI模擬人類感知決策:Nature子刊報導突破性進展

喬治亞理工研究人員設計出模仿人類思維的AI神經網絡RTNet。

近日,來自喬治亞理工學院的研究人員開發了RTNet,首次表明其「思考方式」與人類非常相似。

從能力上來講,當前AI的專業性已經在多方面超越人類。不過人類仍保有一些獨特的特性,如大腦的高效率、情感和靈魂等。對於超級智能是否需要學習這些人類特性,可能還需要進一步探索。

研究人員開發的RTNet是首個與人類思考方式相近的神經網絡。傳統神經網絡的決策行為與人類有顯著不同,而RTNet能夠模擬人類的感知行為,生成隨機決策和類似人類的響應時間分佈。

RTNet的內部機制更接近人類產生響應時間的真實機制,其核心假設是響應時間由順序採樣和結果積累的過程生成。網絡結構分為兩個階段:

  1. 第一階段採用Alexnet架構,但權重參數為BNN形式,在每次推理時從學到的分佈中隨機採樣權重,引入隨機性。

  2. 第二階段是一個累加過程,對推理結果進行累加直到達到閾值。

RTNet在原理上模擬了人類決策的兩種特性:BNN引入的隨機性,以及對不同難度任務有不同完成時間。作者通過全面測試表明,RTNet複製了人類準確度、響應時間和置信度的所有基本特徵。

人類感知決策有六個基本特徵:

  1. 決策是隨機的
  2. 速度壓力會縮短響應時間但降低準確性
  3. 更困難的決策導致準確性降低和響應時間延長
  4. 響應時間分佈右偏,隨任務難度增加而增加
  5. 正確試驗的響應時間低於錯誤試驗
  6. 正確試驗的信心高於錯誤試驗

實驗設計包括人類對照組和RTNet等多個神經網絡模型。人類對照組執行數字辨別任務,報告感知到的數字和決策信心。實驗測試了速度-準確性權衡(SAT)和不同任務難度。

RTNet採用Alexnet架構,使用貝葉斯神經網絡(BNN)引入隨機性。研究人員對RTNet進行了15個epoch的訓練,在MNIST測試集上實現了97%以上的分類準確率。

實驗還包括了CNet和BLNet等其他神經網絡模型作為對比。CNet基於殘差網絡架構,利用跳過連接引入傳播延遲。BLNet是一個RCNN,由標準前饋CNN和循環連接組成。

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