19 июня 2012

Простая архитектура сильного искусственного интеллекта

БиотехнологииИскусственный интеллектМозг


Все непонятное кажется сложным, запутанным и труднообъяснимым. Такое отношение совершенно понятно и по отношению к сильному ИИ. Наш мозг умеет столько всего, что невольно кажется, что для объяснения принципов его работы необходимо разобраться в сложнейшем хитросплетении множества различных принципов и разнообразных систем. Собственно, это порождает соответствующие подходы к изучению ИИ, которые время от времени описываются на этом сервере. Всякий, кто профессионально занимается ИИ, со временем определяется с неким философским воззрением, которое приобретает для него религиозный оттенок. Пытаться опровергнуть или даже поставить под сомнение это воззрение задача неблагодарная. В конце концов только работающая модель ИИ — веский довод в пользу одной из теорий. Так что прошу воспринимать мое повествование исключительно как мою личною точку зрения. Так вот, я убежден, что уже удалось сформулировать основные принципы необходимые для построения сильного ИИ и в основном понятно, и что есть мышление и как его смоделировать в полном объеме. Подробности под катом.

Очень кратко опишу основные принципы дающие в сочетании разгадку мышления. Не все может показаться очевидным, поэтому в конце дам ссылку на более подробное и доказательное изложение.

Поведение

Из повседневного опыта, кажется: что бывают поступки рефлекторные, бывает инстинктивное поведение, бывает, что поступки — следствие переживаемых эмоций, что часто поступок – результат спланированного, обдуманного решения. Невольно предполагается, что мозг содержит модули, реализующие каждую из этих стратегий. В действительности, все поступки либо носят рефлекторный характер, либо диктуются памятью, которая имеет опыт поведения в подобных ситуациях. Можно показать, что все многообразие вариантов человеческого поведения укладывается в эту схему. Главный принцип: все происходящее с нами получает оценку «хорошо – плохо», память фиксирует происходящее с учетом того как меняется наше состояние, встретив знакомую ситуацию память заставляет нас повторять поступки, сулящие изменение оценки в сторону «хорошо» и блокирует действия, ведущие к ухудшению состояния. Этот великий принцип лежит в основе бихевиоризма и используется и в ряде психологических теорий, и в кибернетике в системах обучения с подкреплением. Главный вопрос, который вытекает из этого принципа – это какова природа и механизм оценок «хорошо – плохо»?

Эмоции

Разные теории по-разному трактуют, что такое эмоции. По Дарвину эмоции – это сильно изменившиеся в результате эволюции реакции на различные жизненные вводные. Вызываясь в простых ситуациях эти реакции проявляются в последующих более сложных жизненных обстоятельствах, имеющих связь с исходными. Дарвина волновало главным образом объяснение мимических реакций. Рассуждения о связи эмоций и оценки, требовали предположений о механизмах, ответственных за поведение. А такие теории появились несколько позже.

По Анохину любой организм знает свое оптимальное состояние, и стремиться придерживаться его. Тогда негативные эмоции – это сигналы отклонения от нормы, а положительные – стимулы возвращения к оптимуму.

В теории когнитивного диссонанса Леона Фестингера эмоция – это сигнал, описывающий согласованность взаимодействующих систем. Положительное эмоциональное переживание появляется тогда, когда реализуемый план действий не встречает на своем пути препятствий. Отрицательные эмоции связаны с несовпадением между текущей деятельностью и ожидаемым результатом.

Наиболее близко к пониманию эмоций подошел Павел Симонов, который связал эмоции и вероятность удовлетворения той или иной потребности. По Симонову «… эмоция есть отражение мозгом человека и животных какой-либо актуальной потребности (ее качества и величины) и вероятности (возможности) ее удовлетворения, которую мозг оценивает на основе генетического и ранее приобретенного индивидуального опыта».

То, что объединяет, пожалуй, все эти теории – это явное или неявное указание на то, что все основные эмоции – это некие свойства, возникшие в результате естественного отбора. И хотя допускалось, что приобретенный индивидуальный опыт может корректировать врожденные эмоции, никогда не ставилась под сомнение наследственная генетическая природа эмоций.

Именно это утверждение и является главным заблуждением. Генетически предопределены только оценки ощущений, которые имею сенсорную природу. То, что мы воспринимаем, например, как «плохо», вызванное холодом, голодом, болью, или «хорошо», следующее от вкусовых или эрогенных рецепторных сигналов. Все остальные оценки происходящего, что мы собственно и называем эмоциями, никоим образом не заложены генетически и не наследуются.

Описывая поведение, мы говорили, что память фиксирует происходящее и сопутствующие признаки с учетом изменения состояния «хорошо – плохо». Это позволяет впоследствии сформировать поведение. Так вот оказывается, что точно такой же нейронный механизм, примененный не к моторным зонам коры, а возвращающий возбуждение обратно в структуры, ответственные за состояние «хорошо – плохо» и порождает эмоции.

То есть эмоции – это способность памяти формировать состояние «хорошо – плохо», исходя из накопленного опыта. С момента рождения относительно всех наблюдаемых признаков и ненаблюдаемых факторов накапливается опыт того, какое состояние «хорошо – плохо» им соответствует. Если признак встречается в равной степени совместно и с состоянием «хорошо» и с состоянием плохо, то итоговая его оценка становится нейтральной. Если же оказывается, что признак или фактор статистически более связан с одной из оценок, то происходит формирование эмоции. Все положительные эмоции можно трактовать как предвкушения неких удовольствий, все отрицательные как страхи чего-то плохого. Изначально «хорошим» и «плохим» являются оценки ощущений. На их базе формируются страхи «плохого» и предвкушения «хорошего». Поскольку эти страхи и предвкушения сами являются оценками и создают состояние «хорошо – плохо», то на их базе формируются и страхи страхов и предвкушения предвкушений. При этом эмоции не связаны с каким-то анализом ситуации, а возникают как реакция на признак, относительно которого мозг определил статистическую связь с состоянием. Как и в теории Симонова, эмоции оказываются связанными с вероятностью получения удовольствия или неудовольствия, но отвергается представление о цели и потребности. Эмоции носят чисто статистический характер и отражают закономерности влияния окружающего мира на наше состояние «хорошо – плохо».

Оказалось, что в таком подходе все эмоции свойственные человеку с неизбежностью возникают как результат взаимодействия тех оценок ощущений, что предопределены генетически и природной и социальной среды, в которой человек формируется. Удалось описать пути формирования всех основных эмоций.

Красота и гармония

Традиционной представление о красоте и гармонии восходит к Платону. Его идеи, так или иначе, перефразируются в различных рассуждениях о природе прекрасного. Основная идея: представление о прекрасном заложено в нас генетически, как некое высшее знание об окружающем мире. Развитие способностей воспринимать красоту позволяет человеку все глубже проникать в идеальный мир гармонии. Сама гармония воспринимается как некая объективная сущность существующая независимо от человека.

Исходя из того, что восприятие красоты – это не что иное, как эмоциональная оценка, удалось показать, что все наше восприятие прекрасного – это совокупность индивидуального опыта взаимодействия с окружающим миром. Иначе говоря, что нет некой объективной красоты, а есть наша адаптация к существующему окружению, и если бы нас окружал иной мир, то были бы и иные представления о красоте. Но каждый из существующих факторов красоты тем не менее имеет совершенно строгое объяснение того отчего он формируется именно таким и почему это формирование более менее едино для всех людей. В рамках описываемой теории эмоций удалось дать объяснение всех основных форм красоты.

Юмор

Все существующие попытки дать объяснение юмору явно или неявно строятся на эволюционной теории. Они исходят из того, что юмор или элементы, из которых он складывается, возникали в результате естественного отбора и несли за собой определенную целесообразность. Удалось показать, что в рамках предлагаемой теории эмоций, юмор возникает как неизбежное следствие социального взаимодействия людей. Юмор описывается как сочетание двух эмоций: эмоции красоты передачи информации и эмоции смешно. За каждая из этих эмоций четко прослеживается и путь ее формирования и законы ее проявления.

Примечательно, что отказавшись от представления о генетической природе смешного, удалось дать исчерпывающее описание всего, что связано с юмором. Все, даже самые мелкие детали, нашли свое очевидное объяснение.

Мышление

Понимание природы эмоций позволяет описать природу мышления. Само мышление есть суть моделирование неких виртуальных ситуаций, которые получают эмоциональную оценку и отпечатываются в памяти аналогично опыту реальному. Такой виртуальный опыт вносит свой вклад в формирование поведения наравне с опытом реальным.

Но описание мышления, требует ответа на вопросы: о природе мысли, о форме ее представления в нейронной структуре мозга, о природе памяти, о том, как память фиксирует существующую мысль, как происходит фокусировка внимания, как рождается следующая мысль. И тут оказывается, что мысль можно описать как активность некого набора понятий, ранее выделенных мозгом. Но не произвольного набора, а такого, который вызывает наиболее сильную эмоциональную оценку. Иначе говоря, мысль имеет эмоциональный базис. То есть если человек воспринимает и распознает некое множество объектов, то определенное их подмножество, активирующее ранее сформированную эмоцию, и образует фокус внимания. Проще говоря, мы можем видеть и слышать многообразие раздражителей, но мысль образуют только те, что будут связаны с наиболее сильной эмоцией. Принцип выделения из большого набора воспринимаемых и ассоциативно связанных образов подмножества, образующего мысль, через фокусировку с использованием эмоций, позволяет описать процесс мыслеобразования. Самое интересное, что такая конструкция изящно описывается только в предположении, что эмоции – статистически выделенные оценки, имеющие универсальную природу, локализованные в зонах коры, и не привязанные к конкретным генетически детерминированным структурам мозга.

Строение мозга

В отличие от классического компьютера, конструкция которого не терпит малейших ошибок, мозг обладает удивительной способностью к самоорганизации и пластичностью в использовании своих ресурсов. Единство механизма формирования поведения и механизма формирования эмоций позволяет построить исключительно простую и в тоже время крайне правдоподобную модель взаимодействия мозговых структур. В основе модели лежит представление о зонах коры как о структурах, на которые проецируется информация в виде распределенной по поверхности зоны «картинки». Запоминая и обобщая за счет самоорганизации получаемый опыт, зона коры формирует «выходную картинку», как набор активности эфферентных нейронов, соответствующий активности кортикальных колонок соответствующей зоны коры. Зоны коры имеют сложную систему взаимных проекций. Структура проекций генетически предопределена и определяет вероятность получения зоной той или иной специализации. Зоны, на которые непосредственно проецируется сенсорная информация, приобретают специализацию как первичные сенсорные зоны. Специализация других зон определяется типом проецируемой на них информации. На некоторые зоны проецируются пучки сигналов от центров удовольствия и центров неудовольствия (боли). Это позволяет обобщениям, формирующимся на таких зонах коры, приобретать эмоциональную окраску. Если предположить, что зоны коры способны воспроизводить запомненные паттерны и возвращать проекции обратно, восстанавливая на других зонах исходные образы, то обратная проекция на моторные зоны даст нам поступки, на сенсорные зоны — фантазии, на центры «хорошо – плохо» — эмоции. То есть многообразие функций мозга можно объяснить единым универсальным механизмом, к тому же самонастраивающимся и отказоустойчивым. Если использовать паттерны, вызывающие эмоции для торможения всего, что не связано с информацией, вызвавшей их активацию, то можно получить реализацию фокуса внимания и мыслеобразования.
Теги:ИИискусственный интеллектсильный ИИмозгэмоции
Хабы: Биотехнологии Искусственный интеллект Мозг
+14
7k 185
Комментарии 157
Лучшие публикации за сутки

Минуточку внимания

Разместить