网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

迈向物理世界的集体智能:sakana ai带来像生命一样成长的智能蜂窝模块

0
分享至



编辑丨&

生命何以形成复杂的形态?

人体中的每一个细胞,都只知道自己身边发生了什么。然而,正是这些不断进行局部交流的细胞,最终共同构建出了心脏、四肢、大脑等复杂结构;即使组织受损,它们也能重新协调彼此,逐步恢复原本的形态。

几十年来,这种现象始终吸引着机器人和人工智能研究者。

受此启发,Sakana AI 与研究团队提出了一种全新的模块化机器人框架——Smart Cellular Bricks。研究人员利用三维神经细胞自动机(3D Neural Cellular Automata,3D NCA),让每一个完全相同的智能立方体都运行相同的规则,仅通过与六个相邻模块交换少量信息,便能够逐渐形成对整体结构的共同认知。

相关研究以「Smart cellular bricks for decentralized shape classification and damage recovery」为题,于 2026 年 7 月 13 日发布在《Nature Communications》。



论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-75166-7

模块化的自动机

过去二十多年,模块化机器人一直有一个共同目标:把大量相同的小模块组合成一个能够不断变化形态的大机器人。

理论上,只要模块足够多,它们便能够像乐高积木一样,根据任务自由重组,今天组成桥梁,明天组成机械臂,后天又变成移动平台。这种能力对于灾害救援、太空建造甚至未来智能材料都极具吸引力。但这样就会有一个问题:模块并不知道自己属于哪里,随着规模的扩大,系统压力会急剧增加。

自然界却采用了完全不同的思路。

无论是胚胎发育还是组织再生,细胞都不会获得整个身体的全局信息。它们只感知周围几个邻居释放出的化学信号,根据这些局部信息不断调整自身状态。最终,整体形态却能够自发地「长出来」。

这就是 Smart Cellular Bricks 最核心的创新。每一个立方体内部都运行同一套 3D 神经细胞自动机网络。它拥有少量内部隐藏状态(Hidden Channels),能够记录自己的局部记忆,同时每一步只与六个相邻方向上的模块交换信息。整个过程中,没有任何模块能够直接看到整体结构,也不存在负责协调全局的中央节点。



图 1:用于形状分类的神经细胞自动机。

在模拟中,该方法的准确率可达 98.97%。团队将模拟训练的 NCA 直接转移到硬件上,构建了四种不同的形状,从 26 块(吉他)到 197 块(圆桌)不等;Bricks 在飞机、吉他、船和桌子上达成了正确的共识,四者成功率均达成 100%。在硬件领域,集体在不到 60 个更新周期内汇聚,约为三分钟的实时时间。



图 2:形状分类在仿真与硬件中的结果。

大多数形状在 5% 的失效率下都能保持高精度,有些如飞机和船只即使在 15% 时也仅有轻微劣化。例外的是结构瓶颈狭窄的形状:在吉他中,琴颈上的一次失误可能切断物体的两半,从而破坏分类。



图 3:模拟的稳健性。

损伤与扩展

在自然界中,生物最大的优势之一并不是永远不会受伤,而是在受到损伤后仍然能够恢复。

为了测试智能模块的恢复能力,研究团队进一步设计了损伤检测和恢复实验。

当部分模块被移除或者失效后,系统首先利用局部通信判断异常位置,并将损伤信息整合到整个网络中。由于每个模块都持续维护自身隐藏状态,剩余模块能够重新评估当前结构,并根据已有信息调整恢复策略。

这种分布式系统能够实现非常准确的损伤定位。在模拟实验中,系统对受损区域的检测准确率达到94.8%,并且能够根据当前剩余结构判断需要恢复的目标形态。对于训练过程中没有见过的新损伤模式,系统依然表现出了较强适应能力。



图 4:模拟损伤检测与再生。

此外,模型规模还可从 15x15x15 扩展到到 32x32x32 和 64x64x64 网格,高分辨率实验涉及的几何形状远比硬件中丰富的,包括中空形状、内部空腔以及超过 18,000 个立方体的组件。

如生命般生长的机器人

一个细胞并不聪明,一个神经元也无法理解整个大脑。然而,当数量足够多的简单单元通过合适规则连接起来,系统便能够产生远超单个单元能力的行为。

当然,目前的 Smart Cellular Bricks 距离真正拥有生命般的自主成长能力仍有很大距离。它们依然需要训练过程,需要特定的硬件设计,也只能处理有限范围内的形态任务。

从技术角度来看,这种方法为未来模块化机器人提供了一种新的扩展路径。并且,这种理念或许能应用于更多领域。

相关链接:https://sakana.ai/smart-cellular-bricks/

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
伊朗储备耗尽,1亿多桶石油彻底归零,对“中国断供”倒计时?

伊朗储备耗尽,1亿多桶石油彻底归零,对“中国断供”倒计时?

趣味萌宠的日常
2026-10-26 07:34:37
3连胜!CBA头号黑马诞生,90后主帅变废为宝,目标接管国家队?

3连胜!CBA头号黑马诞生,90后主帅变废为宝,目标接管国家队?

弄月公子
2026-10-26 23:07:26
苏州这天:膀大腰圆的刘亦菲陈妍希,给内娱“排骨精们”上了一课

苏州这天:膀大腰圆的刘亦菲陈妍希,给内娱“排骨精们”上了一课

可乐谈情感
2026-10-25 16:35:25
预计到2030年,中国将全面进入租房时代,房子会越来越难卖

预计到2030年,中国将全面进入租房时代,房子会越来越难卖

兴趣知识
2026-10-25 02:48:38
9岁男孩深夜还盯着作业发呆:妈妈,这是数学还是语文;这一场景很多家庭重复上演,家长“吵翻”

9岁男孩深夜还盯着作业发呆:妈妈,这是数学还是语文;这一场景很多家庭重复上演,家长“吵翻”

极目新闻
2026-10-25 10:45:56
“大陆警察,有本事来抓我啊!”台独分子,沈伯洋狂妄叫嚣

“大陆警察,有本事来抓我啊!”台独分子,沈伯洋狂妄叫嚣

果妈聊娱乐
2026-10-16 14:39:08
验证:油电混合动力的事故起火概率是纯电车的140倍!

验证:油电混合动力的事故起火概率是纯电车的140倍!

胜研集
2026-10-26 00:05:15
39岁的留学生妈妈柯某,在英国结识24岁印度留学生,结果让人愤怒

39岁的留学生妈妈柯某,在英国结识24岁印度留学生,结果让人愤怒

岁月有情1314
2026-10-19 07:03:28
谈判卡壳!埃迪豪坚持“无条款”合同,曼联则要加欧冠条款

谈判卡壳!埃迪豪坚持“无条款”合同,曼联则要加欧冠条款

足球推文C
2026-10-26 19:42:34
表妹和表哥偷情大瓜:8年感情归零,表妹不满表哥分手曝两人奸情

表妹和表哥偷情大瓜:8年感情归零,表妹不满表哥分手曝两人奸情

江山挥笔
2026-04-18 20:54:36
新任河南省委常委杨小菁已任省委宣传部部长

新任河南省委常委杨小菁已任省委宣传部部长

澎湃新闻
2026-10-26 20:26:27
刘涛被“袭胸”现场强笑,资本面前的笑有多苦?

刘涛被“袭胸”现场强笑,资本面前的笑有多苦?

陈意小可爱
2026-10-26 15:24:34
东莞这条路常年塞到爆!市民吐槽:交警到场都摇头

东莞这条路常年塞到爆!市民吐槽:交警到场都摇头

东莞好生活
2026-10-26 23:25:22
特朗普对俄罗斯发出通牒,泽连斯基底气大增,普京可能上当了

特朗普对俄罗斯发出通牒,泽连斯基底气大增,普京可能上当了

阿凫爱吐槽
2026-10-26 11:50:10
最牛美女处长,1000天和男上司开房410次,临时工晋升财务副处长

最牛美女处长,1000天和男上司开房410次,临时工晋升财务副处长

就一点
2026-09-05 14:09:14
外媒:新下线的伊尔78或将出口中国,运油20B那么多,为何要它?

外媒:新下线的伊尔78或将出口中国,运油20B那么多,为何要它?

巅峰高地
2026-10-26 19:10:56
2026年,体制内一些反常。

2026年,体制内一些反常。

老陆不老
2026-10-15 21:22:39
赖昌星最狠的一招,就是用天价豢养空姐周兵,攻破了海关关长的防线;私生子降生的那一刻,530亿走私帝国的遮羞布被彻底撕碎

赖昌星最狠的一招,就是用天价豢养空姐周兵,攻破了海关关长的防线;私生子降生的那一刻,530亿走私帝国的遮羞布被彻底撕碎

人生录
2026-10-20 00:05:11
每一口瓶装水、外卖都重创肝脏!Nature子刊:微塑料「钻」进肝脏免疫细胞,削弱其清除能力,扰乱代谢,且高脂饮食还放大肝脏脂质沉积

每一口瓶装水、外卖都重创肝脏!Nature子刊:微塑料「钻」进肝脏免疫细胞,削弱其清除能力,扰乱代谢,且高脂饮食还放大肝脏脂质沉积

梅斯医学
2026-10-25 07:54:42
新规来了!50、55岁还在上班的人,加班、社保、辞退全变了

新规来了!50、55岁还在上班的人,加班、社保、辞退全变了

细说职场
2026-10-26 14:52:50
2026-10-27 06:51:00
ScienceAI incentive-icons
ScienceAI
关注人工智能与其他前沿技术
1437文章数 238关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果发iPad mini 8:5499元起售 配A20 Pro

头条要闻

外媒称"中印边境发生冲突印度指责中国军队" 中方回应

头条要闻

外媒称"中印边境发生冲突印度指责中国军队" 中方回应

体育要闻

13年后重回诺坎普,穆里尼奥又滑跪了

娱乐要闻

胡歌杨幂刘诗诗袁弘陈龙结伴去埃及

财经要闻

卢锋:全球失衡背后 大国博弈与多边治理

汽车要闻

云辇-M上车 第二代海豹07让驾驶者也能爱上的家用车

态度原创

家居
数码
亲子
本地
公开课

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

数码要闻

苹果把TechWoven编织面料引入iPad mini 智能保护套售价79美元

亲子要闻

中俄混血宝宝周岁照到了!看到他的眼睛,我愣了一下!

本地新闻

这么近,那么美,周末赴贺州丨大湾区后花园

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版