DeepMind果蝇登Nature，强化学习再立功，AI模拟飞行，逼真到腿毛颤抖-灵析社区

谷歌DeepMind与HHMI Janelia研究所的科学家们合作，使用AI技术创建了一个栩栩如生的虚拟果蝇模型。该模型能够模拟果蝇的飞行和行走，并通过深度强化学习模仿真实果蝇的行为。研究团队通过高分辨率显微镜扫描详细记录果蝇的身体结构，并利用MuJoCo物理引擎建立了三维模型。模型不仅能准确模拟果蝇的飞行轨迹，还能根据视觉信息调整行为，表现出与真实果蝇极为相似的运动模式。为了提升训练效率，团队采用了分布式强化学习方法，使用多个CPU和GPU并行训练模型。该研究的目标是为更多的科学研究提供一个虚拟平台，帮助科学家更深入地理解果蝇大脑、身体与环境之间的关系。 "Image 1" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_42286a565206416694654bc9ed555ace@1743780481_oswg44835oswg1080oswg295_img_000.jpg) 此外，研究还开发了新功能，如现象学流体模型和附着驱动器，来模拟果蝇翅膀拍动时空气流体的相互作用，以及模拟果蝇脚部与地面接触时的抓握力。 "Image 2" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_0c4c4c12d5eb49dda1f972a80921fbf5@1743780481_img_000.jpg) 虚拟果蝇展现出了高逼真的行为模拟，能够在飞行中精准跟随指定路径，并展现出与真实果蝇相似的飞行特性。 "Image 3" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_f1a19922b8c74787bac7d01a6c91a1a1@1743780481_img_000.jpg) 通过深度强化学习，研究团队成功训练了一个神经网络，能够模拟果蝇的运动模式，包括飞行、行走等行为。这个模型的开源为全球科学家提供了一个强大的工具，用于探索果蝇行为背后的生物机制。 "Image 4" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_a1dcb50bc4a147ce87fed2e3a01ae13d@1743780481_img_000.jpg) 研究还进一步开发了分布式强化学习架构，利用Ray分布式计算框架，显著提高了训练效率。 "Image 5" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_f5f1ff09112a40aaa347b86a4f995c31@1743780481_oswg213593oswg1080oswg362_img_000.jpg) MuJoCo物理引擎的新功能，使得模拟果蝇飞行和行走时，能够更精准地模拟空气流动与地面接触的力学。 "Image 6" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_8ca11aa6100c4901b75662af4525ea3b@1743780481_oswg238439oswg1080oswg1054_img_000.jpg) 最终，研究团队的成果不仅为虚拟模型提供了更高精度，还为未来的生物力学研究和机器人开发奠定了坚实的基础。 "Image 7" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_93a2688208c649e0a417d9db4843d819@1743780481_oswg271387oswg1080oswg655_img_000.jpg) 通过深入的仿真与优化，研究人员希望能够更好地理解生物体如何在复杂环境中进行运动控制，并为其他领域的研究提供借鉴。 "Image 8" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_18262820372a4a269c190957976d37bf@1743780481_oswg490196oswg900oswg1172_img_000.jpg) "Image 9" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_983eab6cba264e03a6d74ed300588750@1743780481_oswg406443oswg916oswg830_img_000.jpg) "Image 10" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_c836872b5a3f4ddfbf4e757ddec10e54@1743780481_oswg711404oswg1080oswg870_img_000.jpg) "Image 11" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_87a1a85fe87844499abefbe172d577b9@1743780481_oswg46648oswg1080oswg270_img_000.jpg) "Image 12" (https://wm-ai.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/test/v2_6f65c30f9084416faf9b867d924570f6@1743780481_oswg261130oswg612oswg314_img_000.jpg) 该研究展示了AI与生物力学的结合，不仅推动了虚拟生物建模的发展，也为未来的生物医学研究提供了新的可能性。