DeepMind今天的官博發(fā)文，介紹他們的新工作Psychlab，這是一個(gè)建立在DeepMind Lab之上的平臺(tái)，旨在構(gòu)建可控環(huán)境，從心理認(rèn)識(shí)的角度，更好地研究和理解AI。具體說(shuō)，Psychlab有助于讓研究人員了解，AI在完成一項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)時(shí)，其中涉及的每一種特定行動(dòng)分別起到了什么作用。

想象一下購(gòu)物這個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)。如果你忘記去拿名單上的某樣物品，這說(shuō)明了你大腦功能的什么？這可能表示，在搜索列表中的項(xiàng)目時(shí)，你無(wú)法將注意力從一個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)移到另一個(gè)對(duì)象。這也可能表明記住購(gòu)物清單很難，或者兩者皆有。

看上去就是單一的一個(gè)任務(wù)，實(shí)際上取決于多種認(rèn)知能力。我們?cè)?a target="_blank">人工智能研究中也面臨類(lèi)似的問(wèn)題，在這種情況下，任務(wù)的復(fù)雜性往往會(huì)使智能體取得成功所需的單個(gè)技能難以分離。但是，了解智能體特定的認(rèn)知技能，可能有助于改善其整體表現(xiàn)。

在人類(lèi)身上，為了解決這個(gè)問(wèn)題，心理學(xué)家花了近150年的時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制的實(shí)驗(yàn)，目的是分離出每個(gè)特定的認(rèn)知能力。例如，他們可能會(huì)使用兩個(gè)單獨(dú)的測(cè)試來(lái)分析超市場(chǎng)景——一個(gè)是“視覺(jué)搜索”測(cè)試，需要被測(cè)者在一個(gè)圖案中定位某個(gè)特定的形狀，這可以用來(lái)檢測(cè)注意力。同時(shí)，心理學(xué)家可能會(huì)要求被測(cè)者背誦一份清單，從而測(cè)試他們的記憶力。

我們相信，有可能使用類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)更好地理解AI的行為。這就是為什么我們開(kāi)發(fā)了Psychlab，Psychlab這個(gè)平臺(tái)建立在DeepMind Lab之上，使我們能夠直接運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)等領(lǐng)域的方法，研究受控環(huán)境下智能體的行為。今天，我們也將這個(gè)平臺(tái)開(kāi)源，供其他人使用。

Psychlab在虛擬的DeepMind Lab環(huán)境中，重建了通常用于人類(lèi)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的典型設(shè)置。例如，讓參與者坐在計(jì)算機(jī)顯示器前，使用鼠標(biāo)來(lái)響應(yīng)屏幕上的任務(wù)。同樣，我們的環(huán)境允許虛擬AI在虛擬計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上執(zhí)行任務(wù)，使用它的注視方向進(jìn)行響應(yīng)。這樣，人類(lèi)和AI都采取相同的測(cè)試方法，最大限度地減少了實(shí)驗(yàn)差異。這也使結(jié)果更容易與認(rèn)知心理學(xué)的現(xiàn)有文獻(xiàn)聯(lián)系起來(lái)，并從中獲得見(jiàn)解。

隨著Psychlab的開(kāi)源版本的發(fā)布，我們構(gòu)建了一系列在虛擬計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上運(yùn)行的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并且具有靈活且易于學(xué)習(xí)的API，方便其他人能夠構(gòu)建自己的任務(wù)。

視覺(jué)搜索（Visual search）- 測(cè)試搜索項(xiàng)目數(shù)組的能力。

持續(xù)識(shí)別（Continuous recognition）- 為不斷增長(zhǎng)的物品列表測(cè)試內(nèi)存。

任意視覺(jué)運(yùn)動(dòng)測(cè)試（Arbitrary visuomotor mapping）- 測(cè)試對(duì)刺激-響應(yīng)配對(duì)的記憶。

變化檢測(cè)（Change detection）- 測(cè)試檢測(cè)延遲后重新出現(xiàn)的對(duì)象數(shù)組中有所更改的能力。

視敏度和對(duì)比敏感度（Visual acuity and contrast sensitivity）- 測(cè)試識(shí)別小和低對(duì)比度刺激的能力。

玻璃圖案檢測(cè)（Glass pattern detection）- 測(cè)試全局形式感知。

隨機(jī)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)判別（Random dot motion discrimination）- 測(cè)試相干運(yùn)動(dòng)的能力。

多對(duì)象跟蹤（Multiple object tracking）- 測(cè)試隨著時(shí)間的推移跟蹤移動(dòng)對(duì)象的能力。

所有這些任務(wù)都已被驗(yàn)證，表明人類(lèi)結(jié)果反映了認(rèn)知心理學(xué)文獻(xiàn)中的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果。

以“視覺(jué)搜索”任務(wù)為例。在復(fù)雜的刺激陣列中定位對(duì)象，比如在超市貨架上選擇一個(gè)商品，作為理解人類(lèi)選擇性注意力的方法，已經(jīng)得到深入的研究。

當(dāng)要求人類(lèi)“在水平線段中找出豎直線段”和“在其他顏色的線段中找出粉條的線段”的任務(wù)時(shí)，人類(lèi)的反應(yīng)時(shí)間不會(huì)根據(jù)屏幕上的線段數(shù)量的改變而改變。換句話說(shuō)，他們的反應(yīng)時(shí)間與“數(shù)據(jù)大小”是相互獨(dú)立的。然而，當(dāng)任務(wù)改為在不同形狀和不同顏色的線段中找出粉色線段時(shí)，每增加一個(gè)線段，人的反應(yīng)時(shí)間會(huì)增加大約50ms。當(dāng)人類(lèi)在Psychlab上完成這個(gè)任務(wù)時(shí)，我們也復(fù)現(xiàn)了這個(gè)結(jié)果。

這張圖片說(shuō)明了在Psychlab的視覺(jué)搜索任務(wù)上人類(lèi)和人工因素之間反應(yīng)時(shí)間的差異

當(dāng)我們對(duì)一個(gè)最先進(jìn)的AI進(jìn)行同樣的測(cè)試時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)它雖然可以執(zhí)行任務(wù)，但并沒(méi)有顯示出與人類(lèi)相似的反應(yīng)時(shí)間模式。在上述三種情況下，AI都用了相同的時(shí)間來(lái)應(yīng)對(duì)。在人類(lèi)的情況下，這些數(shù)據(jù)表明了并行關(guān)注和串聯(lián)關(guān)注的區(qū)別。而AI似乎只有并行的機(jī)制。識(shí)別出人類(lèi)與我們目前的AI之間的這種差異，能夠?yàn)槲覀兏纳莆磥?lái)AI設(shè)計(jì)提供途徑。

我們?cè)O(shè)計(jì)Psychlab是作為認(rèn)知心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和AI之間的橋接工具。通過(guò)開(kāi)源，我們希望更廣泛的研究團(tuán)隊(duì)能夠在自己的研究中利用它，并幫助我們進(jìn)一步發(fā)展。