前瞻技术脉动:AI与机器人技术(202416)

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由呼吸控制的机械第三只手臂出乎意料地容易操作瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员开发了一个机械第三只手,人类可以利用眼球运动和胸部肌肉来控制。这项创新对于外科医生和工业工人可能至关重要,为复杂任务提供了额外的手臂。在涉及真实和虚拟手臂的实验中,65名志愿者成功地进行了各种活动,并不影响呼吸、语言或视觉。与假肢不同,这些扩充装置需要新的连接,使其难以工程化。然而,这项研究证明了大脑适应并直观控制此类装置的能力,为增强人类能力开启了可能性。该研究发表在Science Robotics期刊上。 参考资料: Robotic third arm controlled by breathing is surprisingly easy to use. New Scientist, 2023/12/13.

AI在物流及其他领域的复杂问题解决中引发革命麻省理工学院和苏黎世联邦理工学院研究团队开发了一种基于机器学习的技术,可用于加速类似FedEx等公司用于规划包裹路径的优化过程,该研究成果将发表于Conference on Neural Information Processing Systems。该方法简化了混合整数线性规划(MILP)求解器中的一个关键步骤,该步骤有太多潜在解决方案,需要大量时间来求解,从而减慢整个过程。研究团队使用过滤技术简化此步骤,然后利用机器学习找到特定类型问题的最优解。这种数据导向的方法使企业能使用自己的数据量身订做通用MILP求解器。该技术使MILP求解器的速度提高30%至70%,但精确性却不会下降。该方法可应用于所有使用MILP求解器的领域,如包裹路径、电网营运、疫苗分发等。该研究是由Mathworks、National Science Foundation和MIT Amazon Science Hub等机构资助。 参考资料: AI Revolutionizes Complex Problem-Solving in Logistics and Beyond. SciTechDaily, 2023/12/17.

人工智慧的记忆形成机制被发现与大脑惊人相似如何增进人工智慧模型的记忆与学习效率,打造更低耗、更接近人类的AI系统?韩国基础科学研究院的研究团队发现,AI模型的Transformer架构与人脑海马回中记忆处理方式有着惊人相似之处。他们将NMDA 受体的非线性机制引入Transformer模型,透过模拟NMDA受体的门控机制,成功改善了模型的长期记忆能力。这一突破性的发现表明,AI模型的学习方式可以用神经科学中的知识来解释,相关成果已发表于第37届神经资讯处理系统会议(Conference on Neural Information Processing Systems)。 参考资料: AI's memory-forming mechanism found to be strikingly similar to that of the brain. TechXplore, 2023/12/18.

驾驭海上巨兽:AI公式破解巨浪密码如何将机器学习模型卓越的模式匹配能力融入科学发现是一项重大挑战,因机器学习和科学的目标通常不一致。丹麦哥本哈根大学与加拿大维多利亚大学研究团队发表于《PNAS》期刊的研究成果指出,该团队利用AI对横跨七个世纪、超过十亿笔的海洋波浪数据进行深入分析。透过机器学习技术,研究团队将海洋数据,包含海洋运动、海洋状态、水深和地形资讯等,转化为一个能够计算巨浪发生概率的演算法。该演算法能自主识别巨浪的成因,并产生一个描述其发生规律的方程式。此创新方法使AI能理解问题的因果关系,并以方程式的形式呈现给人类进行进一步分析。研究成果让航运公司能评估遭遇巨浪的风险,从而进行更明智的航路规划,实现更安全的海洋营运。此外,研究发现挑战了以往关于巨浪成因的信念,指出「线性叠加」(linear superposition)对其形成的重要性。这项开创性的研究帮助我们更深入理解海洋动力学,并提升海上安全措施。 (1193字;图1) 参考资料: Navigating Maritime Monsters: AI Formula Cracks the Code of Rogue Waves. SciTechDaily, 2023/12/18.

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