200 AI cùng sống trong thế giới ảo và tự hình thành một hệ thống bền vững dù không cần trò chuyện

Môi trường ảo không hề ổn định. Những hiện tượng cực đoan như hạn hán, ô nhiễm và bão liên tục xuất hiện, buộc các tác nhân phải tìm cách thích nghi nếu muốn duy trì hệ thống mà mình tạo ra.

Có 200 AI được đưa vào SwarmWorld với điều kiện xuất phát ngang nhau. Không cá thể nào được bổ nhiệm làm kỹ sư, quản lý hay trưởng nhóm. Tất cả chỉ nhận một mục tiêu dài hạn: tìm kiếm tài nguyên, tiến hành thử nghiệm, chế tạo thiết bị và lập trình các hệ thống vật liệu phỏng sinh học nhằm nâng cao khả năng chống chịu trước môi trường khắc nghiệt.

Để tìm hiểu công nghệ được hình thành và truyền lại như thế nào, các nhà nghiên cứu chia thí nghiệm thành bốn kịch bản.

Ở kịch bản đầu tiên, được gọi là "văn hóa hoàn chỉnh", các AI có thể giao tiếp tự do. Chúng được phép trò chuyện, ghi chép, giảng dạy, trao đổi hàng hóa và chỉnh sửa mã điều khiển trên thiết bị do những cá thể khác tạo ra.

Kịch bản thứ hai loại bỏ hoàn toàn hình thức giao tiếp trực tiếp. AI không thể nhắn tin, viết ghi chú công khai, dạy nhau hay mua bán, nhưng vẫn sống trên cùng một bản đồ. Chúng có thể nhìn thấy các công cụ được để lại trước đó, sau đó sao chép hoặc tận dụng những chương trình đã có.

Kịch bản thứ ba còn nghiêm ngặt hơn. Không chỉ bị cấm giao tiếp, các AI cũng không thể phân nhánh mã nguồn, kế thừa kỹ năng hoặc truy xuất thông tin về tác giả và phiên bản gốc. Thứ duy nhất chúng có thể nhận biết là những thay đổi vật lý diễn ra trong môi trường, chẳng hạn tài nguyên bị tiêu hao hoặc một thiết bị mới xuất hiện.

Cuối cùng là mô hình tìm kiếm độc lập. 100 tác nhân được tách vào 100 thế giới riêng biệt, hoạt động độc lập với nhau. Sau đó, những cá thể có thành tích tốt nhất ở từng tiêu chí được lựa chọn để so sánh với các mô hình cộng đồng.

Kết quả đem lại một phát hiện đáng chú ý: khả năng giao tiếp và khả năng kế thừa thành quả của nhau không nhất thiết phải đi cùng nhau.

Ngay cả khi bị tước bỏ phương thức trò chuyện, các AI vẫn có thể tiếp tục tận dụng những gì thế hệ trước để lại. Cơ chế này khá giống với hiện tượng "dấu vết hiệp tác" (stigmergy) trong tự nhiên. Kiến chẳng cần tổ chức cuộc họp để phân công đường đi, nhưng chúng vẫn có thể tạo thành một tuyến đường hiệu quả nhờ những dấu vết mà các cá thể trước đó để lại.

Trong SwarmWorld, các thiết bị đóng vai trò tương tự như những dấu vết ấy.

Một cỗ máy được AI tạo ra không biến mất sau khi người tạo rời đi. Nó tiếp tục tồn tại trong môi trường, quan sát điều kiện xung quanh và vận hành theo chương trình được lập trình sẵn. Những AI đến sau có thể kiểm tra thiết bị, sử dụng nó, sao chép bộ điều khiển, sửa đổi câu lệnh rồi áp dụng cho một thiết bị mới.

Chẳng hạn, một tác nhân AI từng tạo ra thiết bị sử dụng kitin với ngưỡng kích hoạt độ ẩm 0,35. Một tác nhân khác tiếp cận thiết bị này đã sao chép chương trình, điều chỉnh ngưỡng lên 0,50 rồi đưa phiên bản mới vào một cỗ máy khác để trực tiếp so sánh hiệu quả.

Nhờ vậy, một chuỗi cải tiến công nghệ vẫn có thể hình thành mà không cần bất kỳ cuộc hội thoại nào giữa các tác nhân.

Cơ chế này cũng gợi mở một cách nhìn thú vị về việc xây dựng quảng cáo facebook hay những hệ thống tự động hóa nói chung: giá trị không nhất thiết chỉ nằm ở quá trình trao đổi trực tiếp, mà còn có thể được tích lũy thông qua những công cụ, dữ liệu và trạng thái mà thế hệ trước để lại.

Một phát hiện khác của nghiên cứu là các AI cũng tự hình thành sự phân hóa về vai trò dù không được con người phân công.

Theo dữ liệu theo dõi, một số tác nhân có xu hướng di chuyển liên tục để khám phá tài nguyên, thử nghiệm và tìm kiếm cơ hội mới. Trong khi đó, nhóm khác thường tập trung quanh các thiết bị để xây dựng, cài đặt chương trình, vận hành hoặc bảo trì.

Đáng chú ý, vai trò của chúng không cố định. Tùy từng thời điểm, một tác nhân có thể trở thành người kiến tạo, chuyển sang bảo trì, rồi lại đảm nhận nhiệm vụ điều phối hoặc di chuyển thăm dò. Sự phân công này hình thành một cách linh hoạt dựa trên nhu cầu của môi trường thay vì được lập trình từ đầu.

Nhưng thử nghiệm quan trọng nhất nằm ở giai đoạn kiểm tra khả năng tồn tại sau thảm họa.

Sau khi 200 AI hoàn thành việc xây dựng một ngôi làng ảo, toàn bộ tác nhân được rút khỏi hệ thống. Không còn AI nào quay lại sửa chữa, vận hành hay giao tiếp. Ngôi làng phải tự chống chọi với những đợt hạn hán, ô nhiễm và bão xảy ra liên tiếp.

Các nhà nghiên cứu đánh giá hiệu quả bằng tổng khả năng duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thống máy móc trong thời gian thiên tai.

Kết quả cho thấy mô hình thế giới dùng chung nhưng không có "văn hóa rõ ràng" đạt điểm trung bình 0,0446. Con số này cao hơn khoảng 25% so với mức 0,0356 của nhóm tìm kiếm độc lập, dù nhóm độc lập đã được lựa chọn từ những cá thể xuất sắc nhất trong 100 thế giới riêng rẽ.

Điều đó cho thấy một cá thể hoạt động độc lập hoàn toàn có thể tạo ra một thiết bị xuất sắc. Tuy nhiên, khi nhiều AI cùng tồn tại trong một môi trường chung, chúng có khả năng tạo nên cả một hệ thống gồm nhiều bộ phận bổ trợ cho nhau.

Nói cách khác, sức mạnh của một "nền văn minh" AI không nhất thiết đến từ việc từng cá thể đều vượt trội. Nó có thể xuất hiện từ khả năng lưu giữ, sử dụng và cải tiến những thành quả vật chất mà các thế hệ trước để lại.

Phát hiện này cũng có ý nghĩa đối với cách thiết kế các hệ thống AI đa tác nhân trong tương lai, từ nghiên cứu khoa học đến tự động hóa và quảng cáo facebook. Thay vì chỉ tập trung vào việc khiến các AI giao tiếp ngày càng hiệu quả, các nhà phát triển có thể cần quan tâm nhiều hơn đến cách xây dựng môi trường để tri thức, công cụ và thành quả của một tác nhân có thể được những tác nhân khác tiếp tục sử dụng.

Nghiên cứu trên arXiv vì thế đưa ra một góc nhìn khá khác biệt: hợp tác giữa AI không nhất thiết phải bắt đầu bằng một cuộc trò chuyện. Đôi khi, chỉ cần cùng sống trong một môi trường, để lại những công cụ hữu ích và liên tục cải tiến chúng, một hệ thống có cấu trúc và khả năng chống chịu đáng kinh ngạc cũng có thể tự hình thành