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Nature重磅:AI与人脑泛化能力差异揭示,人机协作新方向

时间:2025-09-27 08:26:02 来源:人工智能学家 作者:人工智能学家

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2025年《自然·机器智能》(Nature Machine Intelligence)刊发的一项研究,犹如一颗投入人工智能与认知科学领域的深水炸弹,彻底炸开了两者之间那道看似无形却深邃的鸿沟。这项由二十余位国际顶尖学者联合完成的研究,首次从科学层面揭示了AI与人类在‘泛化能力’上的本质差异,颠覆了我们对‘智能’的传统认知。


泛化能力:AI与人类的‘语言鸿沟’

研究核心发现直指本质:AI与人类对‘泛化’的理解完全不同。人类通过抽象思维构建概念框架,而AI依赖统计模式进行模式匹配。这种差异在‘椅子识别’任务中体现得淋漓尽致:儿童仅需几个实例就能理解‘供人坐的平面’这一抽象概念,从而识别所有椅子变体;而AI即使训练百万张椅子图片,面对未见过的新型椅子时仍可能失效。

研究牵头人Benjamin Paassen教授指出:‘AI的泛化是数据驱动的暴力破解,人类的泛化是概念驱动的智能迁移。’这种差异导致人类学习效率呈指数级优于AI——人类通过几个典型案例即可掌握概念,AI则需要海量数据才能接近人类水平。

底层逻辑:前额叶皮层与双过程系统的生物优势

人类认知的灵活性源于前额叶皮层的调控作用。当旧策略失效时,该区域会抑制习惯性反应,迫使大脑切换新策略。前额叶受损患者虽能完成常规任务,却无法应对创新需求,这直接证明了其认知灵活性核心地位。

更关键的是人类独有的‘双过程系统’:系统1负责快速直觉反应(如人脸识别),系统2处理复杂逻辑分析(如数学运算)。这种无缝切换能力使人类能根据情境灵活选择认知模式,而AI系统本质上只有固化版的系统1,遇到新问题只能从已有模式中寻找近似解。


性能对比:规则场景与复杂环境的冰火两重天

数据对比揭示了AI的‘偏科’特性:在自动驾驶等规则明确场景中,Waymo系统可将严重事故率降低91%;但在嘈杂环境下的语音识别中,AI错误率飙升至50%以上,而人类在菜市场仍能流畅交流。这种‘域内’泛化局限源于AI的统计机制——当输入数据分布偏离训练集时,性能会断崖式下跌。


技术参数对比更直观:AI算力远超人类(每秒万亿次运算 vs 人类120亿神经元),但在效率(数据需求量)、适应性(环境变化应对)和抽象能力(概念迁移)上存在代际差距。这种差异决定了AI更适合处理海量数据和重复任务,而人类在模糊决策、伦理判断等领域具有不可替代性。

人机协作:1+1>2的未来图景

研究彻底改变了人机系统设计范式:与其追求‘类人AI’,不如构建互补型协作体系。在医疗领域,AI可高效筛查数万张医学影像,但最终诊断需医生结合患者情绪、家庭状况等AI无法量化的因素;自动驾驶中,AI能处理99%的常规路况,但遇到皮球滚出可能伴随儿童的危险场景时,仍需人类常识介入。


协作系统性能参数显示:当人机形成有效协作时,任务完成速度提升3.2倍,准确率提高47%,环境适应性增强65%。这种超越单打独斗的效能,印证了研究指明的方向——未来AI发展应聚焦于理解人类需求、构建可解释系统,而非单纯追求测试分数。

这项研究由计算机科学、认知神经科学、伦理学等多学科团队共同完成,标志着人工智能研究进入‘人机共生’新阶段。正如研究团队所言:‘真正的智能不是替代人类,而是通过理解差异,创造超越个体能力的协作系统。’

参考资料:

https://www.nature.com/articles/s42256-025-01109-4

https://neurosciencenews.com/human-ai-adaption-neuroscience-29689

https://techxplore.com/news/2025-09-machines-struggle-unknown-exploring-gap.html

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