作者:田学文 来源:中国科学报 发布时间:2015/3/9 8:53:37
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2月26日《自然》杂志精选

 

封面故事: 能玩多种游戏的智能机器人

本期封面是一幅想象图,想象的是入侵的复古精灵发起的进攻被由一个 “深Q-网络”智能机器人操控的游戏棒偏转了,是从该智能机器人的角度来 “看”的。一个人工智能机器人要被认为是真正有智能的,它就需要在被认为对人类有挑战性的各种不同任务上都表现出色。迄今为止,我们只有可能创造能够掌握某一领域技能的个别算法。比如说,IBM公司的 “深蓝”虽然在下象棋上战胜了人类世界冠军,但却不能做其他任何事情。现在,来自谷歌子公司DeepMind的一个团队开发出一个被称为“深Q-网络”的智能机器人,它能学习直接凭感觉来玩49种经典的Atari 2600游戏厅游戏,其表现水平与人类专家级玩家相当。通过将强化学习(选择使奖励最大化的行动——在本例中为游戏得分)与深度学习(从高维度数据中提取多层次特征——在本例中为像素)相结合,这种玩游戏的智能机器人使得人工智能朝着实现能够从头学习各种不同具有挑战性任务的目标更近了一步。

宇宙再电离时期的超明亮类星体

6到7之间的宇宙红移值代表着星际介质从中性状态向完全电离转变的一个时间段。在这篇论文中,Xue-Bing Wu 等人报告了在红移值z = 6.30处一个超明亮类星体的发现,其可见光和近红外亮度要比以前所知的红移值为6的类星体大数倍。根据近红外光谱数据,作者估计与此相关黑洞的质量大约为120亿个太阳质量,这与通过假设存在一个“埃丁顿极限吸积率”(向外作用的辐射力与向内作用的引力处于平衡状态时的吸积率)所推导出的130亿个太阳质量是一致的。作为红移值为z = 6处迄今已知最明亮的类星体,该天体对于研究宇宙再电离时期末大质量黑洞周围的星系形成来说将是一个有用的资源。

一个光子的两个状态的量子隐形传输

在被称为 “量子隐形传输”的过程中,编码在一个量子粒子(比如说一个光子)中的量子信息被从一处传输到另一处,而不需要移动该粒子。虽然 “量子隐形传输”已通过各种不同系统得到了演示,但所有这些系统迄今都只限于一个关键方面:它们只允许隐形传输一个自由度。在这项研究中,Nai-Le Liu及同事演示了一个光子的两个自由度(自旋和轨道角动量)的 “量子隐形传输”。他们的实验过程非常复杂,涉及各种创新方法,特别是一个混合型贝尔态测定方案。这一方案的复杂性说明了实现有更多自由度的更复杂量子系统的“量子隐形传输”将会有多么困难。但该研究是在这一方向上所迈出的第一步,也是相当重要的一步。

鸟类学到的技能会在群体内传播

虽然通过社会方式传播的行为已在几种不同的鸟类和哺乳动物中被观察到,但我们对这样的行为怎样传播和持久存在却知之甚少。这篇论文演示了野生鸟的社会从众性的非常强的效应,也说明了它在维持持久觅食传统中所起的作用。Lucy Aplin等人教两组大山雀一种不同的新颖觅食策略,然后当这些受训过的鸟儿被释放回它们各自群组时对该策略在野生种群中的传播进行跟踪。该策略仅从两只受训过的鸟儿就传播给了种群中75%的鸟儿,其中两个子种群至少两代都在它们的群体内严重偏向于采用经过训练掌握的该策略。同时接触到两个策略的鸟儿采用了一个适合自身情况的变通策略。

造血作用的活体追踪

我们所了解到的关于造血干细胞(HSCs)性质的大部分内容都是从一个耗尽的血液和免疫系统的移植和重建获得的。对于HSCs在生理条件下的行为如何相对来说知之甚少。最近曾有人报告说,成年个体的正常造血作用是由数以千计的长寿命祖细胞而不是经典HSCs驱动的。Hans-Reimer Rodewald及同事利用一个小鼠模型中原始HSCs的“可诱导基因标记”结合数学模拟显示,虽然HSCs参与了早期生命中血液系统的建立,但稳定状态的造血作用主要取决于能够自我更新,但也从长期HSCs接受 “罕见输入”的祖细胞。这种输入在生理条件有挑战性之后会增加。

成年骨髓细胞的起源

组织驻留型巨噬细胞的祖细胞的发育起源及它们对胎儿和成年器官中的巨噬细胞相对于对骨髓巨噬细胞的贡献仍不清楚。Elisa Gomez Perdiguero等人通过世系追踪识别出一组来自 “卵黄囊”的祖细胞(与胎儿和成年造血干细胞截然不同),它们产生幼小小鼠胎儿体内的红细胞、巨噬细胞、粒细胞和单核细胞以及绝大多数的成年组织驻留巨噬细胞。

(田学文/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st)

《中国科学报》 (2015-03-09 第2版 国际)
 
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