人工智能系統(tǒng)能否與人類水平的態(tài)勢感知相匹配？

想象一下，您正在開車并接近人行橫道。您觀察張貼的標牌，也許正在尋找交叉路口巡邏隊。如果您跟隨另一輛車，您知道它可能會停下來。到達十字路口后，您會左右掃視一下，看看是否有行人打算過馬路。您檢查已經(jīng)在人行橫道上的行人，并準備讓行人過馬路或即將過馬路。在安全的情況下，您可以繼續(xù)通過十字路口。

這個場景展示了情境意識，這是人類智能的一個特征，指的是意識到并能夠?qū)ξ覀兊闹車h(huán)境做出反應(yīng)。在自動駕駛汽車 (AV) 中，視覺系統(tǒng)、高端處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使車輛能夠感知周圍環(huán)境、計劃行動并對不斷變化的刺激作出反應(yīng)，但我們能否在這些系統(tǒng)中實現(xiàn)人類水平的態(tài)勢感知？看一看神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的進步，就會發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)這一目標的潛力和局限性。

人類的態(tài)勢感知

繼續(xù)駕駛場景，人類駕駛員首先感知情況，這需要了解所涉及的物體和人員以及他們的情況和潛在的動作。我們檢測人行橫道標志和信號、前后車輛、行人和場景中的其他變量。我們還注意到更微妙的線索，例如行人的類型和風格（例如年輕、年長、好斗、醉酒、匆忙）、他們的情況（例如參與其他活動，單獨或成群結(jié)隊），以及他們的意圖跨越。在整個過程中，人類司機會同時忽略與情況無關(guān)的輸入，例如停在停車標志上的鳥或路邊的垃圾。

在人類情境意識中，感知和行動之間的延遲導致基于更廣泛經(jīng)驗的選擇：這就是預期結(jié)果和實際結(jié)果之間的差異。借鑒經(jīng)驗創(chuàng)造富有想象力的場景，幫助我們評估潛在風險并確定當前情況下的行動。換句話說，人類不僅記得先前行動與預期的輸出，而且還記得他們可能想象的替代場景。在駕駛場景中，人類可以想象在這種情況下會出現(xiàn)什么問題，并將行人的觀點作為決策過程的一部分。

想象潛在結(jié)果和觀點的能力證明了研究人員正在發(fā)現(xiàn)的東西——即，體現(xiàn)智能需要一個完整的感官、知覺和大腦不同部分的綜合系統(tǒng)，它們一起工作以適應(yīng)情況。人類智能的這種物質(zhì)基礎(chǔ)展現(xiàn)了一種情感視野，它為感知、決策和行動提供了背景和方向。

人工智能中的態(tài)勢感知

有幾種技術(shù)可以在人工智能 (AI) 系統(tǒng)中實現(xiàn)態(tài)勢感知的某些方面。例如，在 AV 中，傳感器、傳感器融合和高端處理使車輛能夠感知場景并得出交通狀況的語義描述。他們通過構(gòu)建車輛環(huán)境的表示，然后將該表示拆分為單元來實現(xiàn)這一點?；旌蟼鞲衅鞣椒?、基于知識的推理、啟發(fā)式算法、貝葉斯推理、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合創(chuàng)建了對人類駕駛員感知的總體估計。

為了在態(tài)勢感知中復制決策制定，可以通過局部優(yōu)化、近似推理和基于先前訓練模擬預期的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來增強 AI 系統(tǒng)。在復制人類智能方面，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)捕獲大腦的結(jié)構(gòu)連通性，并使輸入特征與其隨時間的演變之間具有連續(xù)性。

模仿人類大腦功能連接的進步允許大腦不同部分的動態(tài)合作，包括高級、復雜結(jié)構(gòu)和有線神經(jīng)結(jié)構(gòu)之間的合作。啟用高級和神經(jīng)結(jié)構(gòu)之間的這種合作會導致一個開放的意義創(chuàng)造和推理系統(tǒng)，類似于人類在情境意識中的決策。然而，不同大腦結(jié)構(gòu)之間的合作需要上層結(jié)構(gòu)連接，稱為有效連接，以捕捉一個神經(jīng)系統(tǒng)隨時間對另一個神經(jīng)系統(tǒng)施加的影響。如果沒有有效的連接，人工智能系統(tǒng)就無法根據(jù)輸入的重要性對輸入進行優(yōu)先級排序——做出決策和采取正確行動所需的優(yōu)先級排序。

結(jié)論

人類情境意識是指我們基于對整個場景的感知以及利用一系列相互關(guān)聯(lián)的經(jīng)驗（已實現(xiàn)或未實現(xiàn)）做出決策的能力，對周圍環(huán)境的感知和反應(yīng)。即使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進化到捕捉更復雜的態(tài)勢感知，它們也永遠無法真正匹配人類智能。AI 和人類之間的正確協(xié)同作用可以利用 AI 的優(yōu)勢，同時使人類能夠增強態(tài)勢感知并影響態(tài)勢控制。反過來，這將使機器更加智能（以它們的方式），并允許人類將注意力和精力集中在更具創(chuàng)造性的任務(wù)上。

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