在《我的世界》里搭建神经网络,运行过程清晰可见 | 开源

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查看10077 | 回复21 | 2020-5-1 19:10:01|发表时间:2020-5-1 19:10:01| 显示全部楼层 |阅读模式
晓查 凌晨 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI
可能是疫情吧,大家在现实中行动受限,就越来越多去游戏世界中释放天性。
前有《我的世界》举办毕业典礼,后有《动物森友会》举办AI会议。最近《我的世界》又被大神带来了硬核玩法:
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你以为他在涂鸦?不!其实他在进行神经网络的推理。
你如果是一个熟悉神经网络的人,想必已经猜出来了。
图片里这位玩家做的正是MNIST手写数字分类网络。
只需用剑在墙壁上画出数字,神经网络就能知道你写的是几。不仅仅如此,神经网络在推理过程中,哪些神经元被激活,都可以在这里看得一清二楚。
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这个脑洞大开的玩家是一位来自印度的小哥Ashutosh Sathe,游戏项目叫做Scarpet-nn
Sathe不仅放出了试玩视频,还开源了代码,如果你是《我的世界》玩家+神经网络炼丹师,那么你也可以把自己的网络放在游戏里。
Scarpet-nn支持卷积层和完全连接层,允许在单个世界中运行多个神经网络。而且可以展示中间张量的逐块激活,甚至还能一次运行多个神经网络。
Sathe小哥到底是怎么想到用《我的世界》来搭建神经网络的呢?
像素风和神经网络是绝配

我的世界里那一个个像素色块简直就是显示3维数组的神器。如果一个长方体的每个小块都用不同颜色来展示数值,那么一个长方体就可以表示一个张量。
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但是用表示的范围有限,我的世界地图里的资源也有限,在神经网络中显示BERT什么的显然不切实际。
所以用两种颜色的色块表示二值神经网络(BNN)最合适了。
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BNN是一种高度简化的神经网络,权重和激活都只能取两个值:+1或-1。但是计算机中二进制的位表示是不同的。因此在BNN中,我们将+1存储为1为,将-1存储为0。
201004o4cbtbcyvvbvxapc.jpg


这样在BNN中乘法运算就变成了逻辑门中的同或运算,而逻辑门在《我的世界》中可以用红石电路造出。
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至此,用《我的世界》搭建神经网络的理论基础已经完成,下面开始实际操作。
神经网络转像素模块

我们需要在电脑上安装《我的世界》Java版,第三方Mod也是必不可少的。在这个项目里,我们要安装Litematicacarpetmod两个Mod。
另外还需要通过Python3安装PyTorchnbtlib
接下来就是“炼丹”,先在PyTorch里训练好你的二值神经网络。
Litematica是一个帮助用户从零开始绘制示意图的模块,它可以准确地构建结构,指定将块放置在何处。


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运行modeltolitematica.py将神经网络的所有层转换为不同的Litematica示意图。每个示意图仅包含一层神经网络。
图中以紫色表示+1的块,以绿色代表-1的块。
在这一步后,你会获得一组示意图文件,后缀名为.litematica。文件的名称和你命名的网络层相同,比如conv1.weight.litematica、fc2.weight.litematica等等。将相应文件导入即可。
201004ovtn55yyavqn4zwd.jpg


把神经网络铺在地上

由于卷积层会出现4维数组,这在3维空间里是没法表示的,因此这个过程中还加入了压缩。
一般卷积层的形式是:[c2, c1, fh, fw]。其中c2是输出激活的通道数量,c1是输入激活的通道数量,fh和fw是卷积滤波器的高度和宽度。
通过scarpet-nn将后两个维度乘起来,变成[c2, c1, fh× fw],这样就解决了3维显示问题。
201004vlq4i5v9vxnipp2p.jpg


而全连接层都是2维的,不存在不能显示的状况,因此不需要做任何调整。
201004vvss55ssgfyzis49.jpg


然后你就可以在空地上绘制一张16×16的输入图像了。
201004kj22wvtk6vvkb921.jpg


将卷积层导入地图后,你就可以进行神经网络运算了。
201004w3ya3act63tmcnem.jpg


最后,作者还给出了一个MNIST示意图MineCraft文件包,如果只想简单看看实际运行效果,可以在我们的公众号中回复我的世界获取。
不得不说,《我的世界》里大神太多,之前有复旦本科生从零计算机,现在又有印度小哥从零打造神经网络。
(相关阅读:在《我的世界》里从零打造一台计算机有多难?复旦本科生大神花费了一年心血)
201004efzsuulfslszllwl.jpg


只是现在的模块还不能在《我的世界》里训练神经网络,相信在这些大神的努力下,未来用《我的世界》炼丹也不是梦。
传送门

博客地址:https://ashutoshbsathe.github.io/scarpet-nn/scarpet-apps/twoclassmnist/
Litematica下载地址:http://minecraft.curseforge.com/projects/litematica
源代码:https://github.com/ashutoshbsathe/scarpet-nn
— 完 —
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静言思之 | 2020-5-1 19:10:24| 显示全部楼层
别人的世界[灵光一闪]
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阿木 | 2020-5-1 19:24:30| 显示全部楼层
厉害厉害
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严超 | 2020-5-1 19:30:33| 显示全部楼层
佩服佩服
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张宏杰 | 2020-5-1 19:37:06| 显示全部楼层
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牛灬皮皮 | 2020-5-1 19:50:16| 显示全部楼层
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爱你永远 | 2020-5-1 19:58:25| 显示全部楼层
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依然灬 | 2020-5-1 20:30:38| 显示全部楼层
以后常来
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秋叶 | 2020-5-1 20:32:21| 显示全部楼层
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