展望2023-2028：AGI过去现在及未来发展

2023-04-09 04:04

2022年末，ChatGPT的“横空出世”让普通大众对于AI突破有了新的认识，人们第一次看到一个AI能够干各种各样需要常识甚至一定专业知识的事情，聊天，写论文，写代码都不在话下。ChatGPT的影响力不亚于当年的AlphaGo，我们谈论的AI由此在慢慢的变成AGI(通用人工智能）。在这之前，AGI一直是一个遥不可及的目标，之前人类所做的种种AI突破都是Narrow AI 弱人工智能，即一个AI只能干一种事，同时也都不具备所谓的常识。ChatGPT改变了这一点，让AGI开始走进现实，虽然现在还是比较弱的AGI。

AGI未来将如何发展，是一个非常值得探讨的话题。因此，本文尝试先分析AGI的发展史，然后抛出一些AGI未来发展的观点，希望对感兴趣的朋友们有所帮助。

PS：本文并未使用GPT参与写作。

一、2013-2022：AGI的简要发展史

要预知未来，先了解过去。AGI可以认为是DeepMind率先引入大众视野并通过其努力引发整个世界关注的AI终极方向。

在当年David Silver的Reinforcement Learning课程中，我们看到了他提出的解决通用智能的算法范式，至今看来基本正确，只是需要再加一个要素来加速这个过程：Imitation Learning（IL) 模仿学习:

2013年：Deepmind发表了第一版的DQN，第一次将DL和RL结合，开启了AGI的实现道路。

2015年：Deepmind将DQN发表到了Nature，年底OpenAI成立:

2016年：DeepMind的AlphaGo横空出世，实现了深度学习的全新里程碑：

2018年：OpenAI 提出Dota Five，在Dota上战胜职业选手：

2019年：Deepmind提出AlphaStar，在星际争霸上战胜职业选手：

2019年：Openai实现了用机械手玩魔方：

接下来的里程碑就转向了语言模型，图文生成及AI for Science了

· 2019年：OpenAI发布GPT-2

· 2020年：OpenAI发布Image GPT

· 2020年：DeepMind发布AlphaFold 2

· 2021年：OpenAI发布Dalle, GPT 3, Codex

· 2022年：DeepMind发布AlphaCode

· 2022年：OpenAI 发布Dalle 2，InstructGPT，ChatGPT

上面列举的可能不全，主要就是OpenAI和DeepMind的工作。当然其他公司及学界也有很多不错的工作，但论影响力都达不到他们的高度。为什么就这两家？因为也就这两家宣称要搞AGI!

二、 AGI发展的背后缘由

我们看到了这么多的里程碑，我们一定要问的问题是

这些里程碑之间有什么联系？

其实他们的联系在一开始David Silver的ppt里就说明了，接下来的这些发展都是在这个范式中，只是笔者加了个IL模仿学习让联系更加紧密，下面我们来好好解释一下这个范式：

DL主要指的是基于深度神经网络的一套学习训练方式，简单的说就是一个神经网络，一个损失函数，一个反向传播:

LeNet

深度学习的发展，网络变了，变成了以Transformer为主流的网络结构，但核心机制是完全没有变化的。

Transformer

IL和RL则是怎么构建损失函数训练这个神经网络的方法。

先说IL 模仿学习，我们可以看到：

AlphaGo的第一代使用大量围棋人类选手的数据来做模仿学习

AlphaStar使用大量星际争霸人类选手的数据来做模仿学习

GPT,ChatGPT呢？也一样，只是改为使用浩瀚的人类文本数据通过自回归autoregressive的方式来做模仿学习。

为什么要模仿学习？因为快啊！模仿学习给神经网络带来的信号强度远远高于强化学习。

那强化学习呢？

当我们不再有足够的可模仿数据的时候，我们只能让AI通过探索的方式来学习，这个时候只有强化学习这条路了：

来自David Silver的ppt

其实我们人类的学习过程不就是模仿学习+强化学习吗？所以，所谓的AI就是模仿人类学习而构建的智能。

所以，我们看到了：

AlphaGo，在模仿学习后开始强化学习，然后水平吊打人类专业选手

AlphaStar，在模仿学习后开始强化学习，然后水平能够战胜人类专业选手

ChatGPT，在模仿学习后（GPT)使用人类反馈的信息做强化学习，然后就能够比较好的按照人类的指令来回答问题了。

这就是强化学习的威力。一定程度上，我们可以认为我们整个人类是一个智能体，正在通过科学家做强化学习来拓展人类的文明边界。

在回答了AGI的范式问题后，我们一定还会问一个问题是：

为什么早几年的AI里程碑都是限定场景，而之后就变成了GPT这样的通用场景？

From John Schulman's PPT

因为限定场景的数据量太少，无法实现通用性。上面这个图来自John Schulman (PPO和ChatGPT的作者），它对比了之前Atari等游戏场景及GPT场景在任务分布上的不同。游戏场景都是独立的，不同任务之间的差异也就是Gap非常大，所以AI学会一个游戏并不能让其就会玩另一个游戏。而GPT的场景是文字世界，这个场景里的任务比如总结，写作，聊天都是联系在一起的，所以他们的任务有千千万，并且是连续的，这使得GPT训练完具备了很强的Few-Shot Learning/Meta Learning的能力，即能够实现非常强的泛化能力，面向全新的问题也会回答。

可能一些朋友不了解Meta Learning也就是学会学习，这个概念在学术界2017,2018年后非常火，因为大家发现之前的AI都要大量训练才能做新任务，而人类则具备快速学习能力，由此AI也要具备这样的能力。GPT通过巨量的文本数据做模仿学习，然后InstructGPT通过巨量的任务文本数据做Instruct Finetuning，从而具备了极强的快速学习能力，由此开创了Prompt Engineering或者学术界叫In-Context Learning这个全新领域，即我们不再需要训练模型，只需要修改开头的输入Prompt，就能让AI快速学习并输出合理的结果。

OpenAI快速的捕捉到了文字世界这个场景拥有的数据量无与伦比，因此快速转换了赛道，关掉了机器人组，这种决策让人不得不佩服万分。

最近，DeepMind发布了Ada，依然是游戏场景里的AI，只是Deepmind也发现了原来Atari的任务空间分布差距太大的问题，改使用自己构建的全新环境Xland进行大模型的训练，该环境具备非常强的任务空间连续性，从而能够在这个游戏场景中产生非常强的智能水平：

从另一个角度看，如果这个XLand未来能够变成真实世界，那么完全体的AGI也就有可能在里面诞生。AGI的实现变成了时间问题。

三、2023-2028: AGI会如何发展？

看完了AGI的历史和现状，我们就能做出一些预测了（我们自己也是个自回归模型啊）（下文有一些预测出自AI大佬们）

也推荐大家看Jim Fan的预测：https://twitter.com/DrJimFan/status/1616107916662300672

预测1：文字世界的精进，LLM从普通到专业

我们现在看到的ChatGPT看起来是很惊艳，什么都懂点，但细究一下会发现有很多事实错误，逻辑错误。真让它参加下高考，恐怕除了英语，其他都很难考高分。所以，现在的LLM(大语言模型）可以认为是一个什么都懂，但又懂的有点迷糊的普通人。很自然的，下一步的LLM需要变强，变得更专业。比如，通过高考，能够考出985的水平，这让LLM成为一个真正有知识有文化的人，当然这也意味着AI将完全通过图灵测试！GPT4或许能给我们惊喜！那么通过高考之后，下一步当然是专业领域的学习了。LLM能不能通过司法考试，能不能通过公务员考试？再然后，就是专业领域专家级别的能力了。LLM能不能拿到IMO，ACM的金牌？

我们前面提到，当模仿学习完之后，需要强化学习来做进一步的精进。这个对于LLM在专业领域同样适用。比如数学，现实世界中就没那么多的数学难题可以模仿，那么要让LLM能解数学难题就得通过强化学习了。这里就带出了一个全新问题，LLM真的可以通过强化学习的训练来做数学难题吗？ 如果可以，基于Transformer的这套网络架构还可以接着玩下去，如果不行，那么我们就看到了当前LLM的瓶颈了，需要全新的架构才能进一步的突破。这一块或许DeepMind的AlphaCode团队已经在做。我们可以看到AlphaCode目前的算法就是模仿学习：

现在只能做34%的题，排到top 54%:

接下来看通过强化学习，能否干到TOP HUMAN水平。这件事情如果成功，将会是下一个里程碑！

预测2：征服多模态的视频世界

显然，相比文字世界，视频世界的数据量，大了不知道多少个数量级，我们人类从婴儿开始本质上也是通过这种多模态的数据（当然，我们还有触觉，味觉，嗅觉。。）来快速学习。所以，如果AI能够实现很强的多模态学习能力，通过海量的视频进行学习，那么AI将会展现出怎样的能力呢？一定会让人难以置信。据说GPT4是多模态的，期待其发布。这个预测可能毫无信息量，因为所有人都做了这个预测！并且很显然的科学家们就在朝这个方向突破。

预测3：大模型连接现实世界，成为一个General Agent!

我们看到Ada，是在一个非常小的虚拟世界当中，来展现其通用的决策能力。我们又看到，ChatGPT在文字世界中，展现出强大的通用文字能力。AGI不可能局限在文字，也不仅仅是多模态，关键是决策。这也是我们坚信RL是通往AGI的初始原因。因此，大模型会作为一个Agent智能体出现，能够影响现实世界！首先它将面对的现实世界可能是浏览器，电脑，手机，家电，然后就是机器人。

下面是大佬Oriol Vinyals和Andrej Karpathy的tweet截图，大家都看到了这一点。因此，这一块的研究接下来几年会非常有意思。

预测4：自动驾驶将全面转向大模型，并真正向L4,L5进发。

自动驾驶就是一个非常好的限定多模态场景，那么它没有理由不会受益于大模型的发展。一样的范式，用海量数据做模仿学习，然后通过强化学习在仿真环境中做优化，解决掉Corner Case，那么完全自动驾驶没理由不能实现啊。甚至，我们基于一个多模态的大模型在做基础模型，这样，我们获得的不仅仅是自动驾驶能力，而是一个能跟你说话聊天的自动驾驶司机。记得当年的科幻片里的自动驾驶汽车不就是这样嘛。

预测5：通用家用机器人将大幅发展，同样采用大模型

和自动驾驶类似，通用家用机器人也是一个限定的多模态场景，比如只是难度可能更大。Google的RT-1已经验证了大模型驱动机器人的模式是可行的：

接下来的核心还是数据！现实场景最大的问题就是数据，所以OpenAI之前要砍掉机器人部门。那么，如果前面基于视频的多模态学习能很好实现，那么人型机器人就非常好办了，就从人这边学习，看无数的视频，然后映射到人形机器人的动作上。同样的再通过仿真环境做强化学习来解决corner case从而人型机器人将能实现大的突破，走入家庭在10年内不是梦！

预测6：自然语言成为新的编程语言！

同样来自Andrej Karpathy，当然我也是这么想的。如果你玩Prompt玩的足够多，一定也会有这样的想法！所以，现在的小孩还学编程可能意义不大，未来大部分人将直接通过自然语言编程和AI交互。

预测7：AI for Science将突飞猛进，越来越多科学领域被AI突破

刚看到微软发布的ClimaX，天气预测也是大模型加持。还有什么是大模型不能做的呢？

四、影响：AGI时代，人类将何去何从？

是的，AGI时代在到来，并将颠覆一切。普通人的价值在变小，当AI真的变得无所不能，干什么都比人强的时候，人类存在的意义会被质疑，这一天或许早晚会到来。OpenAI的CEO Sam Altman说到时候就给大家发钱，然后人类就是玩玩玩吗？AI可能不想养这么多人（宠物）了。就如现在，如果利用AI，一个公司本来要5个人，有了AI加持只需要1个人，公司还会雇5个人吗？

终极命题，本文就不详细讨论了。至少在当前，AGI的发展还是太让人兴奋了，相信人类会有美好未来！

来源：知乎@Flood Sung

作者：Flood Sung

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