2024 年 8 月 8 日
使用生成式 AI 開發了城市模擬的圖像。照片來源:Adobe Stock
在這個尖端科技往往源自矽谷實驗室的世界裡,有些創新的解決方案卻來自更意想不到的來源。研究人員正從電子遊戲和螞蟻中汲取靈感,以不同尋常的方式應用大型語言模型來解決複雜的現實世界問題。
想像一下一個擁有高樓大廈、廣闊公園和流線型公共運輸系統的繁榮大都會。這座城市的設計是否不僅來自專業的都市規劃師,也來自熱衷於城市建設遊戲的熱情市民?
英國蘭卡斯特大學 (Lancaster University) 的新研究旨在將城市兒童的意見融入設計中,從而徹底改變城市規劃。這項研究發表於同儕評審的科學期刊「Acta Ludologica」,內容關於遊戲與數位遊戲的論述,說明目前都市發展實務缺乏大眾參與,並建議使用遊戲平台,例如改良版的「Cities:Skylines」或「Sim City」等遊戲平台,為居民提供逼真的模擬環境,提高他們對城市規劃的參與與意識。
這項研究的核心技術是「Cities:Skylines",讓玩家可以匯入真實世界的建築物與模型,創造逼真的都市環境。參與者可以管理城市生活的方方面面,包括教育、公共服務和稅務政策,而遊戲儀表板則會追蹤市民的快樂程度。這種互動方式不僅讓玩家了解錯綜複雜的都市規劃,同時也是實際應用的工具。來自蘭卡斯特設計導向研究實驗室 ImaginationLancaster 的研究人員 Paul Cureton 和 Paul Coulton , 透過與蘭卡斯特市議會合作的工作坊,讓兒童參與新花園村莊的規劃後,證實了這種方法的有效性。
這項研究的意義深遠。藉由將遊戲設計與都市規劃結合,研究人員提供了一種符合成本效益、令人愉悅且可擴充的方法,以增加市民在規劃過程中的參與。皇家城市規劃學會 (Royal Town Planning Institute) 的數據顯示,年輕人對規劃的興趣極低,這一方法也解決了改變公眾參與的迫切需要。
本研究的結論是,這種遊戲技術的創新運用可支援規劃者、加強技術發展,並提供必要的工具,讓人們更深入參與生活空間的改造。最後,這項研究為都會發展中更具協作性與活力的未來鋪路。
非傳統科技靈感的下一站,是 DNA 的微觀世界。德國 德勒斯登工業大學 (TU Dresden) 的研究人員正利用人工智慧解開 DNA 隱藏的語言,為遺傳學和疾病提供新的見解。
DNA 通常被描述為生命的藍圖,包含建立和維持生物體的所有指令。然而,破譯 DNA 內的所有資訊是非常複雜的,而且尚未被完全理解,傳統的 DNA 分析方法可能會很緩慢,而且需要耗費大量人力。這就是人工智慧的用武之地。
德勒斯登工業大學(TU Dresden ) 的研究人員開發了一種新的人工智能模型,命名為 GROVER (透過萃取表徵獲得基因組規則),它將 DNA 序列像語言一樣處理,使用的技術就像自然語言處理中使用的技術一樣。透過分析 DNA 程式碼內的模式和結構,AI 可以識別序列。這種方法就像破譯外語一樣,讓研究人員可以利用 GROVER 更快、更準確地詮釋基因資料。
透過對整個人類基因組進行訓練,GROVER 創造出 DNA 字典,研究人員希望藉此能深入了解基因代碼,進而推進基因組學與個人化醫療。這項發表在《自然機器智慧》(Nature Machine Intelligence)上的研究,有可能為了解 DNA 的複雜性帶來重大突破。
" 專案背後的研究員 Melissa Sanabria 在大學網站上表示:「就語言而言,我們談論的是文法、句法和語義。"對 DNA 而言,這意味著學習管理序列的規則、核苷酸和序列的順序,以及序列的意義。就像 GPT 模型學習人類語言一樣,GROVER 基本上也學會了如何「說」DNA"。
TU Delft MAVLab 的研究人員從螞蟻如何導航環境中汲取靈感,在機器人導航方面取得了重大突破。螞蟻利用視覺辨識(想想快照)和步數計算(想想里程計)的結合來返回家園,即使經過漫長的旅程。MAVLab 模擬了這種方法,為微小、輕量的機器人創造了一種受昆蟲啟發的導航策略。
傳統的自主導航系統通常依賴硬體,對於小型機器人來說並不可行。受到大自然的啟發,MAVLabs 的研究人員設計了一套系統,讓機器人拍下周遭環境的快照,以協助導航。這種方法類似於Hansel 和 Gretel 的麵包屑蹤跡,機器人每隔一段時間就會拍下視覺快照,並利用這些快照來引導其回程。透過結合這些快照與里程測量,機器人可以更有效率地覆蓋更遠的距離,大幅降低計算負擔。
這種由生物啟發的方法已在稱為 CrazyFlie 的小型無人機上成功實證,它只需使用 1.16 KB 的記憶體即可導航達 100 公尺。 這項研究為微型機器人在傳統導航方法可能無法實現的各種真實世界場景中的實際部署鋪平了道路。雖然系統不會產生詳細的地圖,但它能為特定任務提供強大的解決方案,例如庫存追蹤和溫室作物監控,在這些任務中,簡單的回歸基本功能就已經足夠。
無論是利用電子遊戲改善都市規劃、利用螞蟻的導航技能提升機器人技術,或是運用人工智慧解碼 DNA 語言,這些進步的範例都展現了跳脫框框思考的力量,以推動非凡的進步。隨著研究人員持續從自然界及其他領域尋找靈感,我們可以預期會有更多這樣的創新解決方案出現,改變我們的生活方式以及與科技互動的方式。