Professorportræt: Sebastian Risi træner kunstig intelligens med computerspil

Hvordan lærer man en computer at være kreativ nok til at tilpasse sig uforudsete omstændigheder? Man viser den, hvordan mennesker gør. Professor på Digital Design Sebastian Risi bruger spil til at træne neurale netværk i at tænke kreativt og løse problemer i den virkelige verden. Hans indtrædelsesforelæsning d. 23. august har titlen "Creative AI: Machines that Play, Adapt, and Create".

Skrevet 3. august 2021 13:37 af Theis Duelund Jensen

Som ung studerende i Tyskland var Sebastian Risi splittet, da han skulle vælge et fag at læse. Skulle det være biologi eller datalogi? På den ene side havde han altid været fascineret af computere og teknologiens potentiale, og han havde sågar udviklet et computerspil med en ven. På den anden side havde han altid været draget af naturens mysterier, de biologiske processer, der får celler til at samles i perfekte mønstre. Han endte med at vælge førstnævnte på Philipps-Universität Marburg, hvor en af de første forelæsninger, han overværede, handlede om neurale netværk.

”Jeg syntes, det var utroligt fascinerende, og så gav arbejdet med neurale netværk mig mulighed for at kombinere mine interesser i teknologi og biologi. I dag er mit arbejde optaget af samspillet imellem dem,” siger professoren, der i 2012 færdiggjorde sin Ph.d. ved University of Central Florida.

Det er en uhyre kompliceret proces at bygge et neuralt netværk. Netværkets opbygning er inspireret af den menneskelige hjerne, og i deres arbejde skæver Sebastian Risi og hans kolleger tit til evolutionsbiologien.

”Naturen er fantastisk kreativ i sin evolution. Se bare på den mangfoldighed blandt organismer, der findes. Vi prøver at skabe algoritmer, der kan give os den samme mangfoldighed. Evolutionen har også gjort organismerne særdeles robuste. Vi prøver at simulere et miljø, hvor der er gunstige forhold, for at maskiner kan udvikle sig til at blive mere kreative og duelige. Vi bruger neurale netværk, computersimuleret evolution og deep learning,” siger Sebastian Risi, der er koordinator for ITU’s Creative AI Lab og co-director for Robotics Evolution and Art Lab (REAL)-gruppen.

Drømmer neurale netværk om elektriske får?
På Sebastian Risis hjemmeside mødes man af videoer af neurale netværk, der konstruerer bygninger i spillet Minecraft, laver nye baner i Mario Bros. og en metaltråd med robothjerne, der kan formes på alle tænkelige måder og løse forskellige opgaver. Det er alt sammen eksempler på hans forskningsarbejde, hvis overordnede mål er at gøre kunstig intelligens mere robust ved at træne maskinerne til at tænke kreativt, ligesom vi mennesker gør. Det kan godt lyde som en historie fra en Philip K. Dick-roman om sofistikeret kunstig intelligens, der til forveksling ligner menneskets. Videnskaben er dog langt fra noget, der ligner en generel kunstig intelligens, siger Sebastian Risi.

”Man kan stadig ikke lære maskiner sund fornuft,” siger han. ”I dag har vi utroligt kompleks kunstig intelligens, men teknologien er fortsat begrænset til snævre felter og veldefinerede opgaver. Det er bl.a. derfor, jeg er interesseret i at træne neurale netværk i at spille spil, fordi spil er kæmpe udfordringer for maskiner. Vi har også god mulighed for at vurdere maskinernes evner, fordi vi kan sammenligne med, hvordan mennesker klare sig i spil.”

I et spilunivers konfronteres den kunstige intelligens med uforudsete hændelser. Det er præcis derfor, at fremgangsmåden kan være så behjælpelig ude i virkeligheden. ”Tag nu selvkørende biler, for eksempel. Det er set før, at en selvkørende bil har forvekslet en lastbilanhænger med en åben strækning på vejen, og så har vi ulykken. Det er et eksempel på, hvordan kunstig intelligens ikke har en sund fornuft indbygget. Ved at undersøge den type problemer i en spilsammenhæng kan vi gøre neurale netværk mere robuste.”

Kunstig intelligens kan lære os om os selv
Sebastian Risi, der i 2019 modtog et Sapere Aude Starting Grant for sin forskning i kunstig intelligens inden for industriel automation, undersøger også, hvad kunstig intelligens kan lære os om os selv. Professoren og hans kolleger har bl.a. skabt et projekt, i hvilket Minecraft fungerer som en ramme omkring et neuralt netværk, der udformer komplekse figurer – fra larver og træer til bygninger og interiører. Hvis man skal forklare processen kort, konstruerer den kunstige intelligens byggeklodser ved hjælp af lokalt interagerende enheder – dvs. enheder der kun kan se, hvad deres umiddelbare naboenheder laver – hvilket også er den fremgangsmåde organismer i naturen bruger.

”Vores kroppe og hjerner er lavet af celler, der kommunikerer med hinanden, deler sig og vokser videre,” siger Sebastian Risi. ”Ved at simulere processen håber vi på, at vi kan få svar på nogle af biologiens helt store spørgsmål og forstå, hvordan naturen kan være så præcis, når den skaber organismer.”

Men forskningen har også et mere jordnært og praktisk perspektiv, fortæller han. Hvis man kan træne et neuralt netværk til at være kreativ i Minecraft, kan måske også lære det at koordinere en sværm af tusind droners bevægelsesmønster, eller en million nanobotter at udføre komplicerede kirurgiske indgreb.

”Det lyder som science fiction,” indrømmer Sebastian Risi, ”men det er den type teknologier, vi forsøger at bane vej for.”

Professor Sebastian Risi holder indtrædelsesforelæsning mandag d. 23. august kl. 14 på IT-Universitetet i København, Emil Holms Kanal, auditorie 2F13. Forelæsningen følges af en reception.

Mere information