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機器人能否像人類一樣感知時間？新研究使用強化學(xué)習(xí)賦予時間感知
人工智能技術(shù)是迎合現(xiàn)代社會發(fā)展的產(chǎn)物，同時也是推動現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)支撐。人工智能技術(shù)目前還正處于發(fā)展階段，但是其在實際生活中已經(jīng)起到了重大的作用，并表現(xiàn)出極大的實際應(yīng)用價值?；诖?，本文的研究對提高計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)水平具有重要意義。
2023-03-16 11:49:49上海聲淵科技有限公司
大數(shù)據(jù)文摘專欄作品
作者：Christopher Dossman
編譯：VICKY、Joey、云舟
嗚啦啦啦啦啦啦啦大家好，本周的AI Scholar Weekly欄目又和大家見面啦！
AI ScholarWeekly是AI領(lǐng)域的學(xué)術(shù)專欄，致力于為你帶來最新潮、最全面、最深度的AI學(xué)術(shù)概覽，一網(wǎng)打盡每周AI學(xué)術(shù)的前沿資訊。
每周更新，做AI科研，每周從這一篇開始就夠啦！
本周關(guān)鍵詞：視頻理解、時間感知、BERT
本周最佳學(xué)術(shù)研究
KnowIT VQA：回答有關(guān)視頻的知識性問題
在本文中，研究人員通過結(jié)合知識和視頻問答，提出了一種新的視頻理解任務(wù)。
首先，他們提出了一個稱之為KnowIT（knowledge informated temporal）VQA的視頻數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集源自電視劇生活大爆炸（The Big Bang Theory），其中包含了眾多知識問答。KnowIT擁有24000多個人工生成的問答對，并將視覺、文本和時間與基于知識的問題相結(jié)合。其次，他們提出了一個視頻理解模型，將視頻的視覺和文本內(nèi)容與特定的節(jié)目知識結(jié)合起來。
他們發(fā)現(xiàn)：
知識的結(jié)合為視頻中的VQA帶來了顯著改進；KnowIT VQA的性能仍然落后于人類的準(zhǔn)確性，這表明它對于研究當(dāng)前視頻建模的局限性是有所幫助的。
他們的工作表明了基于知識的模型在視頻理解問題中的巨大潛力，這些模型將會為將自然語言處理（NLP）和圖像理解的進步結(jié)合發(fā)揮重大作用。
該框架證明，視頻理解和基于知識的推理都是回答問題所必需的。它能夠檢索并融合語言和視頻的時空域，以便對問題進行推理，從而來預(yù)測正確答案。
但相比于人類的表現(xiàn)，（該框架）仍存在著很大差距。研究人員希望該數(shù)據(jù)集將有助于在該領(lǐng)域開發(fā)更魯棒的模型。
原文：
https://arxiv.org/abs/1910.10706v3
用強化學(xué)習(xí)教機器人感知時間
眾所周知，人類和動物的大腦具有負責(zé)時間認知的不同區(qū)域，而機器人則根據(jù)將時間視為外部實體（例如時鐘）的算法來執(zhí)行任務(wù)。是否有可能從生物學(xué)上激發(fā)時間感知機制，并在機器人中重現(xiàn)它們呢？
在這項工作中，研究人員觀察了大腦用來負責(zé)時間感知的計時機制。他們利用貝葉斯推斷得出的結(jié)果來預(yù)估數(shù)據(jù)的時間流逝，并利用TD學(xué)習(xí)特征表示來訓(xùn)練代理成功完成與時間相關(guān)的任務(wù)。由于選擇了代表時間的特征，他們表明，在這種情況下，他們能夠為代理提供一種類似人類和動物所經(jīng)歷的時間流失的感知。
本文的主要貢獻：
提出了一種從機器人傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù)的建模方法；在特定假設(shè)下，可以從數(shù)據(jù)中獲得正確的時間估算；成功將時間認知機制應(yīng)用于強化學(xué)習(xí)問題當(dāng)中；賦予機器人在與時間有關(guān)的任務(wù)中復(fù)制動物行為的能力。
這項工作提出了一種為代理提供時間認知的過程。對機器人來說，對于時間的感知能夠讓它們像人類一樣，在不同的環(huán)境和人物中學(xué)習(xí)適應(yīng)對話。該框架已被提議在未來在真正的機器人中實現(xiàn)。
原文：
https://arxiv.org/abs/1912.10113
Lite BERT：自監(jiān)督學(xué)習(xí)語言表示
在本文中，Google AI的研究人員設(shè)計了一種Lite BERT（ALBERT）架構(gòu)，該架構(gòu)具有比傳統(tǒng)BERT少得多的參數(shù)。一個類似于BERT-large的ALBERT配置與前者相比，參數(shù)減少了18倍，并且訓(xùn)練速度提高了約1.7倍。
ALBERT集成了兩種參數(shù)歸約技術(shù)：第一種技術(shù)是分解式嵌入?yún)?shù)化；第二種技術(shù)是跨層參數(shù)共享，它可以防止參數(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)深度的增加而增長。這兩種技術(shù)在不嚴重影響性能的前提下大大減少了BERT的參數(shù)數(shù)量，從而提高了參數(shù)效率。
參數(shù)歸約技術(shù)也可以作為正則化的一種形式，從而穩(wěn)定訓(xùn)練并有助于泛化。
為了進一步提高ALBERT的性能，研究人員還引入了一種自監(jiān)督的損失來進行句子順序預(yù)測。結(jié)果，他們能夠擴展到更大的ALBERT配置，同時這些配置的參數(shù)仍然比BERT-large少，但性能卻明顯提高，從而在GLUE、SQuAD和RACE基準(zhǔn)上為自然語言理解建立了全新的結(jié)果。
ALBERT的成功證明了它在識別模型方面的重要性，因為它在這些方面產(chǎn)生了強大且適當(dāng)?shù)谋硎尽?/span>
通過集中精力改進模型體系結(jié)構(gòu)的這些方面，這項研究表明了可以在廣泛的NLP任務(wù)上極大提高模型的效率與性能。為了促進NLP領(lǐng)域的進一步發(fā)展，研究人員已將ALBERT開源給研究界。
代碼與預(yù)訓(xùn)練模型：
https://github.com/google-research/google-research/tree/master/albert
原文：
https://ai.googleblog.com/2019/12/albert-lite-bert-for-self-supervised.html
有序還是無序？讓我們重新審視用于視頻的人物身份識別
基于視頻的人員身份“再識別”方法是近些年來計算機視覺領(lǐng)域中一個熱門研究方向，因為它可以通過充分利用時空信息來達到更好的識別結(jié)果。
在本文中，研究人員提出了一種簡單但十分驚艷的VPRe-id方法，他們將VPRe-id視為基于圖像的人員重新識別問題的有效無序集合。
具體來說，研究人員們將一段視頻劃分為許多個單獨的圖像，然后對這些圖像中出現(xiàn)的人進行識別和排序、并重新組合出最終結(jié)果。他們以i.i.d.假設(shè)為前提，提供了一個錯誤邊界用于闡明改進VPRe-id的方式。
這項工作還提出了一種很有前景的方，可以彌合視頻和人物信息重新識別結(jié)果之間的差距。研究人員們對這個差距進行評估，證明了他們所提出的這一方案在多個數(shù)據(jù)集（包括iLIDS-VID、PRID 2011、和MARS）中都達到了業(yè)界領(lǐng)先的水平。
基于視頻的人物重新識別非常重要，因為它在視覺監(jiān)視和取證等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。這項工作通過將VPReid視為一個進行無序整體排名的任務(wù)，提出了一種簡單而強大的人物重新識別的解決方案。其中，每個基本排名都由一個具有單個人員身份的標(biāo)識符來體現(xiàn)。
該解決方案通過使用RNN輸出在不同時間步長上的時間池中的多個特征表示，學(xué)習(xí)了無序表示，研究人員認為這對于VPRe-id更為重要。結(jié)果也證明了我們可以從不同角度解決VPRe-id這一事實。
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