Могут ли компьютеры творить произведения искусства? Это — один из основных вопросов, ответ на который ищут исследователи, занимающиеся изучением вопроса творческого потенциала систем искусственного интеллекта и пытающиеся перевести в цифровой вид творческий потенциал ведущих художников, композиторов, скульпторов и прочих творческих личностей. Не так давно мы рассказывали о проекте компании Google под названием Magenta, и о том, что его реализация начала приносить первые результаты в виде простенького музыкального произведения, составленного системой искусственного интеллекта. А некто Джоэл Леман (Joel Lehman), исследователь из IT-университета в Копенгагене (IT University of Copenhagen), попытался научить искусственный интеллект создавать трехмерные объекты, имеющие с его собственной точки зрения некоторую художественную ценность.
Главным вопросом, который удалось решить команде Лемана, является усиление возможностей к распознаванию изображений глубинных нейронных сетей (deep neural networks, DNN), и направление этих возможностей в сторону самостоятельного создания трехмерных объектов без любого участия человека в этом деле. Для реализации этой идеи исследователям пришлось объединить алгоритмы DNN-сетей с эволюционными алгоритмами, своего рода искусственными процессами, которые подражают естественному процессу эволюционного развития, движущими силами которого является селекция, мутации и воспроизводство. Столь сложную задачу ученым из Копенгагена удалось успешно решить благодаря помощи и содействию их коллег из лаборатории Evolving Artificial Intelligence Lab университета Вайоминга (University of Wyoming).
Эволюционный алгоритм работает, выбирая изначальный объект случайным образом. К примеру, взяв за основу каплю воды, алгоритм производит ее трехмерную модель, отдаленно напоминающую каплю из деформированной глины. Далее эта модель превращается в ряд обычных снимков, которые пропускаются через нейронную сеть, способную оперировать лишь двухмерными изображениями. Сеть, обнаружив на снимках объект, производит поиск в своей базе данных и выбирает из нее то, что максимально подходит к полученным снимкам, и передает это эволюционному алгоритму в качестве обратной связи.
Результаты работы этой обратной связи на первых этапов кардинально отличаются от желаемых результатов. Но эволюционный алгоритм немного видоизменяет созданный им объект и снова передает его изображения нейронной сети. Если нейронная сеть считает, что новый объект походит на каплю меньше, чем предыдущий, то система отказывается от нового объекта, но если сеть отмечает улучшение правдоподобности объекта, то дальнейшая работа производится уже со вторым объектом, взятым в качестве исходного. Таким образом, нейронная сеть и эволюционный алгоритм медленно движутся вперед, словно как ученик и терпеливый учитель. И через миллионы попыток и итераций система искусственного интеллекта способна самостоятельно «родить» на свет объект, имеющий узнаваемые формы.
Обучение описанным выше способом системы искусственного интеллекта производилось в течение двух недель. По завершению этого процесса, в ходе которого было выполнено около 2.5 миллионов «проходов», эволюционный алгоритм смог создавать объекты, которые определялись нейронной сетью с 95-процентной точностью. Конечно, если бы результат «творчества» алгоритма оценивал человек, то процент точности был бы намного меньшим, и это следует из отсутствия у нейронной сети постигать сразу всю форму сложного трехмерного объекта. Другими словами, эволюционный алгоритм за счет этой слабости нейронной сети буквально «сел последней на шею» и получил удовлетворительные оценки для некоторых весьма абстрактно выглядящих творений.
Почти все, что было рождено творческим потенциалом эволюционного алгоритма, было создано в реальности при помощи трехмерного принтера. В результате этого получилось множество миниатюрных «скульптур», некоторые из которых Джоэл Леман характеризует, как «отчасти симпатичные». А результаты своей работы, включая и набор «скульптур», группа Лемана продемонстрирует на конференции, посвященной творческому потенциалу вычислительных систем (International Conference on Computational Creativity), которая будет проходить вскоре в Париже.
Источник: