5 октября 2010

Мышление и принцип «сумасшедшего программиста»

Искусственный интеллект
Попробую нарушить последовательность повествования, которую планировал изначально. После описания «Эмоционального компьютера» я хотел написать об устройстве ассоциативной памяти, но по комментариям я так понимаю, что читатели уже устали от скучных лекций и ждут экшена.

Сначала расскажу историю. Был у меня приятель, талантливый программист. Человек действительно не ординарный. Когда он учился в Питерском политехе, то был ленинским стипендиатом. Может быть, кто помнит такой компьютер БК-0010, так вот лучшие игры были написаны им, причем писал он их в кодах. Для первого канала написал на Амиге «графику», под которую крутили прогноз погоды.

Жил ярко, злоупотреблял всем, чем было можно, и тем более все, чем нельзя. Потом, что-то случилось со здоровьем вообще и с головой в частности. Сейчас он живет, практически, не выходя из дома. Главное его занятие беседы с телевизором. Одновременно у него включены четыре телевизора, все четыре он настраивает на разговорные передачи. Далее происходит так. Он произносит фразу. А «отвечают» на нее телевизоры. То есть они, телевизоры, просто выдают много разнообразного текста, а он «на лету» конструирует «ответ», который состоит из этих телевизионных слов, но при этом укладывается в контекст беседы. Так он, сутки напролет, общается, как он говорит, с «лучшим в мире собеседником».

Не банальность получается в том, что это:
  • разговор с самим собой;
  • рандомизированный внешним источником;
  • пространство возможных ответов сужено набором телевизионных слов.

Он уверяет, что при некоторой тренировке, так разговаривать может научиться любой. Я не пробовал, боюсь, вдруг подсяду.

Так вот этот принцип, который я называю «принципом сумасшедшего программиста», удивительным образом похож на то как, с моей точки зрения, протекает процесс мышления у человека.

Раз я пропустил описание ассоциативной памяти, то просто приведу, основные тезисы. Если будет интерес, расшифрую их позже.

Представим, что у нас есть очень хорошая сенсорная система, которая получает информацию из окружающего мира и переводит ее в очень удобную форму. Например, звуковая подсистема выдает нам уже готовые фонемы, из которых можно шутя комбинировать слова, сама выделяет сигналы смеха, плача, стоны боли и все прочие, распознает звуки природы. Для задания безусловных рефлексов нам не надо мудрствовать лукаво. Если мы хотим получить рефлекторный испуг, то уже по готовым признакам (неожиданный звук, чей-то испуганный крик, быстрое движение в периферической области зрения и т.п.) мы зададим срабатывание соответствующего рефлекса.

Представим, что у нас есть лимбическая система, которая по набору признаков на выходе сенсорной системы, формирует рефлекторное срабатывание эмоций и ощущений.

Представим, что у нас есть ассоциативная память, которая:
  • — способна запоминать текущую картину на выходе сенсорной системы, а так же запоминать наши поступки и то каким изменением эмоционального состояния это сопровождалось;
  • — способна управлять нашим поведением, как описано в посте «Эмоциональный компьютер»;
  • — имеет многоуровневую структуру.


Воспоминания первого уровня формируются на базе сенсорного слоя при срабатывании эмоций, завязанных непосредственно на сенсорный слой, (по большей части мы называем эти эмоции ощущениями).

Формирование верхних уровней отложено во времени и начинается при накоплении достаточного опыта в первом слое.

Существуют «метки», которые позволяют нам идентифицировать те или иные целостные события или явления. «Метки» могут быть достаточно разнообразны, все они вызывают ответ на сенсорном слое. Однако мы можем не ощущать присутствие метки и не догадываться о ее существовании. Яркий пример «меток» — феромоны.
Феромоны — биологические маркеры собственного вида, летучие хемосигналы, управляющие нейроэндокринными поведенческими реакциями, процессами развития, а также многими процессами, связанными с социальным поведением и размножением (Википедия).

Феромоны идентифицируют для нас кто мужчина, кто женщина, запускают эмоции, связанные с половым влечением, определяют «вожака» и многое другое.
«Метки» необходимы для прохождения процедуры «импринтинга эмоций». Суть импринтинга в том, что «метка» вызывает появление эмоции, а память формирует воспоминание, в котором увязывается, возникшая эмоций и объект или ситуация, в своем отражении на сенсорный и последующие уровни.

Результатом импринтинга является то, что явление через свои признаки ассоциативно увязывается с определенной эмоцией. Впоследствии эмоция возникает не зависимо от присутствия «метки», а как реакция на признаки явления. Таким образом «запускаются» эмоции, для которых мы не наблюдаем непосредственной сенсорной причины. Собственно то, где мы можем проследить рецепторный источник, мы называем ощущением, а там где нет эмоцией.

Формирование верхних уровней памяти происходит на базе низлежащих, под действием соответствующих эмоций. Можно отдельно выделить эмоцию, которая вносит, наверно, самый существенный вклад – любопытство. Положительный переход эмоционального состояния – удовлетворение любопытства. Для реализации эмоции любопытства нужна отдельная функциональная система.

В результате формирования памяти, у нее возникает следующее свойство: картина внешнего мира вызывает определенную активацию группировок нейронов, связанных с воспоминаниями, содержащими в себе элементы этой картины.
Проще говоря, когда с нами что-то происходит, мы отображаем это с помощью всех наших предыдущих воспоминаний.

Ну а теперь перейдем к принципу «сумасшедшего программиста», он же «принцип ассоциативного размывания».

Продолжим моделировать мозг. Сделаем ассоциативную память такой, что бы она параллельно обслуживала три процесса. То есть будем моделировать память тремя «слоями», это будет одна и та же память с теми же связями, но в различных картинах активности (не путайте с уровнями памяти).

Состояние нашего мозга будет меняться ритмически, будет происходить смена «фреймов». При этом может проходить несколько процессов с разными частотами. Для простоты рассмотрим общий ритм.

Информация из внешнего мира поступает в ассоциативную память и вызывает активацию тех нейронов, которые «узнают» знакомые признаки. Возникает картина активности памяти, соответствующая тому, что мы воспринимаем. Эта картина описывает то, что происходит вокруг в терминах сенсорных ощущений и нашего опыта, накопленного в памяти. Эта картина не случайна, она соответствует некому существующему событию, «она осмыслена». Будем трактовать это состояние активности памяти как состояние «первого слоя».

Теперь представим, что параллельно существует картина активности, описывающая, то о чем мы думаем. Это образы, которые мы представляем, внутренняя речь, которую мы произносим про себя и другие «фантазии». Сейчас речь идет об одном фрейме таких «мыслей». Картина нашей мысли по структуре аналогична картине внешнего мира и, как и той ей соответствует определенная картина активности ассоциативной памяти. Будем говорить об этом как о состоянии «третьего слоя». «Второй слой» пока зарезервируем.

Эмоции произведут нам оценку состояния первого слоя и отдельно произведут оценку состояния третьего слоя.
Введем характеристику «фокус внимания», которая будет описывать, что «приоритетнее для нас» слой один или слой три. Сделаем «фокус внимания» функцией: его предыдущего состояния, эмоциональной оценки слоя один и слоя три. Будем при смене состояний сохранять «фокус внимания», если нет причин его менять, и будем корректировать его в сторону того слоя итоговая эмоциональная оценка которого будет преобладать.

Соберем на сенсорном уровне картину, вызванную внешней информацией и «спроецированную» от слоя три, которая соответствует нашему текущему «фрейму» мышления. Силу «проецирования» будем соотносить с состоянием «фокуса внимания». Мы сможем получить диапазон от «мы внимательно следим за происходящим, затаив дыхание», до «отвлекся и ушел в себя».
Текущее эмоциональное состояние определим как взвешенную с учетом фокуса внимания сумму состояния слоев один и три.

Произведем поступок, продиктованный памятью (смотри «Эмоциональный компьютер»).

Создадим новое воспоминание, учитывающее наше текущее состояние и его эмоциональную оценку. Новое воспоминание может отражать реальный опыт, а может нашу фантазию и ее эмоциональную оценку.

Обратим внимание, что «собранная» ранее картина, и состояние эмоций соответствуют нашему «осознанию» в текущий момент.

Теперь разместим, условно, между первым и третьим «второй слой». Начнем процедуру «ассоциативного размывания».
Станем активировать все элементы памяти ассоциативно связанные с теми, которые активны в первом и третьем слое. Будем учитывать силу активности и фокус внимания. Получим некое размытое облако ассоциаций. Это облако будет не случайным, понятия (воспоминания), образующие его будут ассоциативным следствием того, что мы распознали в окружающем мире и нашей текущей «мысли». Однако это размытое облако будет «бессмысленным». Картина активности не будет соответствовать никакому «осмысленному» воспоминанию или фантазии. Это будет некий аналог речи, слышимой сразу с четырех телевизоров. Теперь нам понадобится «сумасшедший программист», который вычленит из этого облака, «следующую фразу».

Таким элементом, выступит механизм эмоций. Размытая картина вызовет срабатывание разных противоречивых эмоций. Когда активно много признаков, велик шанс, что среди них найдутся те, которые нужны для активации некой эмоции. Теперь выберем самую сильную эмоцию и пойдем обратным ходом. Оставим активными только те понятия, которые вызвали ее срабатывание. Итоговая картина будет обладать интересным свойством – она будет «осмыслена».

Собственно перепишем эту картину в слой три и назовем ее нашей следующей мыслью.

По ходу дела, на небольшой промежуток времени размытая ассоциативная картина вызывала появление «облака эмоций», этот «паразитный фон» можно назвать «настроением». Его свойства удивительным образом соответствуют свойствам настроения у человека.

Закончим такт. И повторим все сначала.

Вот где-то так можно смоделировать мышление.

Что бы повествование не разрослось, пришлось опустить многие значимые моменты, но основное направление мысли вроде передать удалось.
Напоследок, для примера приведу, как в этой схеме реализуются два основных подхода к решению задач.

Логическое мышление. Мы знаем определенные правила, мы сужаем ассоциативную область, оставляя понятия, относящиеся к нужной нам предметной сфере. При ассоциативном размывании набор ассоциаций не велик и следующая мысль практически определена «сильным» ассоциативным переходом.

Креативное мышление. Логических путей ведущих к цели не видно. Мы начинаем ассоциативный поиск. Мы делаем широкое ассоциативное размывание, туда попадает все, что может натолкнуть нас на ответ. Ассоциации, вызванные внешним миром, вносят туда случайную составляющую, которая может стать решающей. Если из набора понятий можно найти ответ, то есть сложить образ, который вызовет эмоцию «эврика», то возможно мы его найдем. Если нет, то мы будем продолжать «забрасывать невод». Мы будем находить «промежуточные островки». Они будут помогать нам формировать новые картины ассоциативного размывания, в которых возможно все необходимые понятия соберутся.

Дополнение.
Стараясь упростить, я, наверно, зря опустил еще один процесс. Картина в слое один вызывает эмоциональную оценку, эта оценка по самой сильной эмоции «упрощает» картину этого слоя, оставляя только то, что связано с ней. Полная картина происходящего остается на сенсорном уровне, а на слое один возникает акцентированная ее часть. Это состояние слоя один соответствует выделению того на что «направлено наше внимание». Можно «распараллелить» таким образом несколько эмоций, введя несколько дополнительных слоев.

Добавлю, что такой процесс очень хочется увязать с альфа ритмом, а процесс происходящий в слое три с бета ритмом.
Теги:ииискусственный интеллектмышлениепринцип сумасшедшего программиста
Хабы: Искусственный интеллект
+38
5,2k 83
Комментарии 123
Лучшие публикации за сутки