We start by discussing the link between ecosystem simulators and general AI. Then we present the open-source ecosystem simulator Ecotwin, which is based on the game engine Unity and operates on ecosystems containing inanimate objects like mountains and lakes, as well as organisms such as animals and plants. Animal cognition is modeled by integrating three separate networks: (i) a reflex network for hard-wired reflexes; (ii) a happiness network that maps sensory data such as oxygen, water, energy, and smells, to a scalar happiness value; and (iii) a policy network for selecting actions. The policy network is trained with reinforcement learning (RL), where the reward signal is defined as the happiness difference from one time step to the next. All organisms are capable of either sexual or asexual reproduction, and they die if they run out of critical resources. We report results from three studies with Ecotwin, in which natural phenomena emerge in the models without being hardwired. First, we study a terrestrial ecosystem with wolves, deer, and grass, in which a Lotka-Volterra style population dynamics emerges. Second, we study a marine ecosystem with phytoplankton, copepods, and krill, in which a diel vertical migration behavior emerges. Third, we study an ecosystem involving lethal dangers, in which certain agents that combine RL with reflexes outperform pure RL agents.


翻译:我们从讨论生态系统模拟器与通用人工智能之间的联系开始。接着介绍基于游戏引擎Unity的开源生态系统模拟器Ecotwin,该模拟器运行在包含无生命物体(如山峦、湖泊)以及动植物等生物的生态系统上。动物认知通过集成三个独立网络进行建模:(i)用于硬连线反射的反射网络;(ii)将氧气、水分、能量、气味等感官数据映射为标量幸福值的幸福网络;(iii)用于选择动作的策略网络。策略网络采用强化学习进行训练,其中奖励信号定义为相邻时间步间的幸福值差值。所有生物体具备有性或无性繁殖能力,当关键资源耗尽时便会死亡。我们报告了基于Ecotwin的三项研究成果,其中自然现象无需硬编码即可在模型中涌现。第一项研究模拟了包含狼、鹿和草的陆地生态系统,种群动态自发呈现Lotka-Volterra模式;第二项研究模拟了包含浮游植物、桡足类和磷虾的海洋生态系统,出现昼夜垂直迁移行为;第三项研究涉及致命危险的生态系统,其中采用强化学习与反射机制相结合的智能体表现优于纯强化学习智能体。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
专知会员服务
19+阅读 · 2020年9月6日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
32+阅读 · 2022年5月23日
Arxiv
31+阅读 · 2022年2月15日
VIP会员
最新内容
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
1+阅读 · 今天1:54
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
1+阅读 · 今天1:38
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
14+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
4+阅读 · 6月11日
相关VIP内容
专知会员服务
19+阅读 · 2020年9月6日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员