Современные информационные технологии/1. Компьютерная инженерия

К.т.н. Богданов Н.И.

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Информация и неявное знание в гибридном интеллекте

(интромемориальный рефлекс сознания и игрономика)

В инженерии знаний [1] и в системах коллективного и гибридного интеллекта (ГИ) [2-4] применяются две основные схемы информационного взаимодействия (ИВ) – бинарная и тернарная [5]. Первая содержит канал связи, коммуникантов и их внутренние (ментальные) модели, вторая – включает ещё и внешнюю лингвистическую или нелингвистическую модель (оригинал) [4;5]. Схемы отличаются и по возможностям интеграции знаний в ГИ, и по ограничениям. Исследование ИВ в гомеостатической теории сознания (ГТС) [4-7] показало необходимость углубления его анализа. Цель публикации: исследование информационного взаимодействия и интеграции знаний в системах коллективного и гибридного интеллекта на основе гомеостатической теории сознания.

В данной работе рассматривается персональный уровень накопления и интеграции знаний в ГИ. Этот уровень в ГИ основной. Согласно ГТС фонд знаний (функциональный резерв гомеостаза) агента ГИ составляют не наблюдаемые и не управляемые им произвольно ментальные (внутренние) модели. Они копятся в памяти, составляя неявные знания (НЗ) [4;6;7]. Выражение на естественном языке (вербализация) некоторой части НЗ формирует явные (наблюдаемые данным агентом) знания (ЯЗ). Их можно произвольно предъявить другим агентам ГИ посредством устной или письменной речи, т.е. линейной последовательности слов, словосочетаний и предложений. Звучание или образы последних – это особые сигналы – языковые знаки. Исходя из этого линейная временная (пространственная) последовательность устных (письменных) языковых знаков именуется информацией. Информация - это внешняя лингвистическая модель [4], а её передача и приём – признак ИВ. Информация не даёт ЯЗ, но позволяет получателю порождать их на базе своих НЗ.

ЯЗ порождаются на основе информации условным рефлексом, который в ГТС именуется интромемориальным, так как он действует в пределах памяти. Как и во всех условных рефлексах, стимул (слово или словосочетание), сравнивается с образом, имеющимся в памяти. При достаточном их сходстве, активируется область памяти, которая хранит НЗ, связанные с этим образом, а не моторная или физиологическая реакция. Линейная последовательность языковых знаков, составленная по правилам естественного языка, вызывает интеграцию соответствующих им НЗ. Вербализация результата этой интеграции порождает ЯЗ, отвечающие ментальной модели. сформированной посредством информации. Эти ЯЗ (внутренние (ментальные) лингвистические модели [4]), порождённые данной информацией далее именуются её интерпретантой.

Интромемориальный рефлекс обратим – при активизации области памяти, хранящей концепт и образ языкового знака, возникает соответствующая этому концепту моторная реакция и слово, словосочетание или предложение произносится во внутренней или внешней речи. В числе воздействий активизирующих эту реакцию есть и волевой импульс агента, направляемый смысловыми связями данного концепта в НЗ или некоторой его смысловой характеристикой. При внутренней речи (автокоммуникации) языковые знаки активируют составляющие НЗ ментальные модели. Из них могут строится внутренние лингвистические модели (тексты). Они становятся ЯЗ, т.е. знаниями осознанными, доступными самонаблюдению и управлению отправителем. Часть ЯЗ, предназначенная отправителем для восприятия получателем именуется сведениями или сообщением. Сообщение воспринимается отправителем как смысл, подлежащий передаче в ИВ. При оформлении сообщения линейной последовательностью конкретных языковых знаков, оно наблюдается и корректируется отправителем. Эта внутренняя модель сообщения далее именуется сигнализантой. Представление сигнализанты устной или письменной речью преобразует её в отправляемую информацию. При ИВ без помех, по мере интерпретации этой информации получателем, у него возникает интерпретанта, подобная сообщению, выраженному отправителем своей информацией, т.е. ЯЗ [4].

В [7] показано, что и атрибутивная и функциональная парадигмы, распространяющие понятие информации на явления любой природы, не имеют оснований. Убедится в этом можно, сравнив важные показатели ИВ человека с показателями ближайших к нему социальных взаимодействий животных [5]:

I(w)=F(Sn(х),Va(х),Pr(х), Ks(х),Fs(х),Dp(х),Po(х), Pt(х), Pm(х),Sk(х)), (1)

где I(w) – взаимодействие: w=i – лингвистическое, w=m – нелингвистическое, F( ) – специфицирующая функция, Sn(х) – не силовая активность не связана функциями её носителя, Va(х) – разнообразие тем сообщений, т.е. содержания сознания не фиксировано, Pr(х) – передача сообщения произвольна, Ak(х) – есть автокоммуникация, Ks(х) – содержание сообщения конструируется, Fs(х) – связь формы сообщения с содержанием не жёсткая, Dp(х) – есть произвольный, но частичный доступ памяти, Po(х) – отвлечённость сообщения от текущих физиологических потребностей, Pt(х) – отвлечённость сообщения от времени взаимодействия, Pm(х) – отвлечённость сообщения от места взаимодействия, Gi(х) – интеграция НЗ произвольная, Sk(х) – накопление ЯЗ на внешних носителях. Переменная (х) имеет значения: j – «есть», n – «нет». С их учётом:

I(i) = F(Sn(j),Va(j),Pr(j),Ks(j),Fs(j),Dp(j),Po(j),Pt(j),Pm(j),Sk(j)),          (2)

I(m)=F(Sn(n),Va(n),Pr(n),Ks(n),Fs(n),Dp(n),Po(n),Pt(n),Pm(n),Sk(n)),  (3)

Как видно из этих формул, даже экстрасенсорное взаимодействие отличалось бы от ИВ. В [7] взаимодействия животных названы «протоинформационными», а физико-химические взаимодействия – «субинформационными».

Обратимость интромемориального рефлекса приводит к циклу, поддерживаемому внутренними и внешними влияниями на сознание. В их числе и ассоциативные связи в памяти между ЯЗ и НЗ, и волевые стремления агента. Эта непрерывная автокоммуникация получила название «поток сознания». Он может смещать на второй план собственно сознание, т.е. восприятие первичной реальности, представляющей агенту текущее состояние организма и среды [4]. Знания агента ГИ накапливаются при объединении содержимого его памяти со знаниями, порождаемыми 6-ю потоками сознания. Потоком: а) своего взаимодействия с текущей первичной реальностью [4]; б) автокоммуникации [5]; в) ИВ с другими агентами ГИ; г) ИВ с актуальным ближним социальным окружением; д) ИВ с актуальным дальним социальным окружением (прежде всего посредством компьютерных сетей); е) взаимодействия с фондами фиксированной информации. Объединение этих потоков возможно лишь в определённом контексте. Его составляющие – нормальность сознания агента, нормативное владение языком, необходимый запас знаний об окружении и культуре.

В [6] введен концепт «приём сообщения». Согласно с принятой выше терминологией далее будет употребляться концепт «приём информации». Приём информации интуитивен, т.е. получатель прямо усматривает сообразность порождаемого информацией ЯЗ своей коммуникативной направленности (структуре информационных потребностей) и/или своим НЗ [5;6].

Если информация принята, но не поддаётся непроизвольному пониманию, то возникает произвольный цикл ИВ получателя с этой информацией. Развитие цикла зависит (без суггестии) от характера контексто-образующей концепции [5]. Получатель может интерпретировать информацию, то есть воссоздать ЯЗ сообщения (истолковать, «извлечь» его смысл, осознать его содержание): а) без опоры на концепцию; б) опираясь на заимствованную контексто-образующей концепцию (в частности, у агентов ГИ); г) используя собственную контексто-образующую концепцию, имевшуюся или построенную в процессе итеративного анализа информации [5]. Альтернативы (а) и (б) приводят к связи порождаемого информацией ЯЗ с НЗ, то есть к синтезу знаний (СЗ), а альтернатива (г) – к их слиянию, (фузии) т.е. к «интеграции знаний». Связанность знаний, данных информацией, с исходными знаниями получателя и их окончательный объём возрастают в порядке (а), (б), (г).

ГТС позволяет уточнить представление о знании, информации и цикле их взаимных преобразований при восприятии информации (цикле И.Нанако):

{СЦ}ин>*-НЗ-из-НЗ{ЭТ}*-НЗ-дз-ЯЗ<ин{КМ}ЯЗ-сз-ЯЗ{ИТ}>ЯЗ-ит-НЗ-* (4)

где имена преобразований: {СЦ} – социализация, {ЭТ} – экстериоризация, {КМ} – комбинация, {ИТ} – интериоризация, НЗ, ЯЗ – неявные и явные знания, сз,ит,дз – синтез, интеграция и дифференциация знаний, ин – информация, *-, -* – замыкания цикла, ин>, <ин – вход и выход цикла.

Рассмотренные процессы ставят ряд проблем. Основные из них а) единственна ли интерпретанта для данной информации или получатель порождает несколько интерпретант и выбирает одну из них; б) насколько интерпретанта близка к сообщению, означенному данной информацией. Дальнейшие суждения, хотя и не полны, показывают перспективы изучения этих проблем.

Оценить подходы к проблеме (а) можно на примере интерпретации предложения, взятого из текста произведения: «На месте замка было видно только изуродованное дерево». Несколько интерпретант возникает из-за отсутствия контекста самого текста (котекста). Их число увеличивается из-за отсутствия на письме ударения в слове «замок». Основные интерпретанты могут быть воссозданы при таких котекстах: 1) в фэнтези или сказке – результат колдовства; 2) в путевых заметках – замок исчез из-за разрушительного действия времени; 3) в рассказе о землетрясении или военных действиях – замок исчез из-за обрушения или мощного взрыва; 4) в хронике – хулиганы разрушили деревянный замок на игровой площадке; 6) в детективе – в деревянной двери выломан (взорван) замок. Иные котексты – вариации этих основных: для (2) – замка не было, а был обман гида, сон, гипноз, голограмма, для (4) – разрушена декорация после киносъемки, для (5) – замок сундука или крышки лаза). Иначе говоря, число котекстов имеет гомеостатические пределы 4+2 [6].

Наличие котекста делает непроизвольную интерпретацию однозначной. Однако так обстоит дело только для малых текстов. ГТС позволяет сделать более общие предварительные допущения: Д1. Есть культурно-языковая общность в которой непроизвольные интерпретации информации, сформированной с установкой на взаимопонимание, у членов этой общности, существенно не отличаются (в Д2-Д5 предполается ИВ при условиях Д1). Д2. Есть такие сообщения, что соответствующая им информация не может быть непроизвольно интерпретирована однозначно. Д3. Есть длина сигнализанты (порождаемого текста) такая, что соответствующая ей информация порождает минимум числа непроизвольных интерпретаций. Д4. Есть длина сигнализанты такая, что соответствующая ей информация непроизвольно порождает экспоненциально растущее число интерпретаций. Д5. Есть такие сообщения, что любая соответствующая им информация непроизвольно порождает экспоненциально растущее число интерпретаций. Д6. Есть такая информация, что непроизвольно найти ей осмысленную интерпретацию невозможно.

Практика монологической передачи информации поддерживает предположение о приемлемой близости интерпретант к сообщениям. Однако она достигается не всегда. И ЯЗ, и НЗ отправителя и получателя информации всегда различны. Поэтому интерпретанта информации и её сообщение ни при каких условиях не могут быть тождественными. В реальном ИВ заполнить пробелы, преодолеть противоречия, и различия помогает диалог, а при его отсутствии необходимо совпадающие части ЯЗ и НЗ коммуникантов, формальная и смысловая связность текста, контекст текста (котекст) и контексто-образующая концепция. Однако проблема интерпретации сложнее, чем проблемы декодирования при несовпадении таблиц кодов или передачи информации с помехами.

Для близости интерпретанты к сообщению, необходимо, чтобы информация была: а) достаточно краткой; б) соответствующей ЯЗ, общезначимым в данном культурно-языковом сообществе; в) сформированной коммуникативно-компетентным отправителем с установкой на взаимопонимание; г) принятой такими же получателем. Следование такому контексту порождения информации и её интерпретанты в ГИ является необходимым условием собственно ИВ. Однако этому контексту противостоит творческая активность получателя информации. Ассоциативные связи, аллюзии, коннотации, изменчивое многообразие употреблений языка и другие эффекты взаимодействия получателя с текстом способствуют спонтанному возникновению интерпретаций, которые не имел в виду отправитель информации. Согласно ГТС такая изменчивость порождается языковыми играми и игровыми преобразованиями [8]. В игрономике (см.[8]), установлено, что исходная функция игры состоит в тестировании, развитии и сохранении интуиции (интраинтеллекта [6]), то есть способности накапливать, интегрировать и использовать НЗ для прямого усмотрения наблюдателем сообразности текущей ситуации желаемой [8]. Во всех взаимодействиях с высоким уровнем неопределённости успешность активности, направляемой интуицией, подкрепляется сильным чувством удовольствия [6]. Возможность многократно испытывать результативность интуиции и сопутствующее ей удовольствие дают не только игры, но и продуктивные и коммуникативно-организационные процессы в ГИ и других социотехнических системах. Такие виды активности легко и обратимо преобразуются в игровые процессы, совмещаются, перемежаются и сливаются с ними или ими замещаются [8]. Интерпретация информации легко подвергается игровым преобразованиям. Рассмотренный пример интерпретации, может повлечь: игру поиска новых котекстов данного предложения, игру поиска и/или составления подобных предложений, и игры – комбинации этих игр. Такие процессы (и объекты), провоцирующие игровые преобразования, называют играбельными [8].

Преобразование интерпретации в игру, из-за неоднозначности котекста и/или контекста, обычно, следствие, либо изъяна построения сигнализанты, либо отсутствия у получателя НЗ для усмотрения котекста или контексто-образующей концепциии. Но чаще интерпретация сливается с игрой, то есть происходит перенос мотива (удовольствия) с цели на процесс её достижения. Можно выделить два крайних проявления интуиции в таком игровом преобразовании. Первое – имажинальная интуиция. Она сопряжена с погружением (иммерсией) в образы, извлекаемые из НЗ при порождении интерпретанты информации. Второе – проблематическая (логистическая) интуиция. Она сопряжена с погружением в поиск и извлечение из НЗ, доопределений неопределённостей ЯЗ при интерпретации. Эти крайние виды интуиции в разных соотношениях проявляются во всех игровых преобразованиях интерпретации.

Языковые игры и игровые преобразования влияют на эффективность ИВ и позитивно, и негативно. Здесь только отметим, что быстрое и точное ИВ в ГИ может быть обеспечено информацией оформленной в виде логико-лингвистической модели (т.е. краткого естественно-языкового текста с котестом, обеспечивающим непроизвольную и однозначную интерпретацию в контексте вида получателей) [4]. Как показано в [4], многое в НЗ невыразимо в сигнализанте, а следовательно, и в информации. Часто НЗ получателя не может образовать контекст, нужный для интерпретации посылаемого сообщения. Результативность ИВ можно повысить, присоединив к логико-лингвистической модели сублингвистическую модель (которая играет роль информации и/или её контекста). Ею схема коммуникации дополняется до тернарной, [4;5]. Наиболее эффективны и общезначимы сублингвистические имажинальные (образные) модели. Они расширяют использование игровых преобразований и игровых компьютерных технологий для увеличения продуктивности ИВ.

Важным направлением игрономического анализа ГИ является организационные ИВ. ГИ или другая организация, может быть не фиксирована материально. Существование организации-процесса, обеспечивает её имя, ИВ, преемственность коллективной памяти и документы, хранящие организационную информацию. Организационное ИВ создаёт социальную реальность. Она подобна реальности театрального представления, в которую порой и преобразуется. Исследование организационных и языковых игр в ГИ требует, кроме анализа игровых преобразований ИВ учитывать и персональные побуждения к ним её агентов. Основные из них: а) коммуникативная направленность; б) самовыражение; в) самореализация г) подражание и следование игровым традициям; д) манипулирование поведением. Особенно эти побуждения проявляются в следующих функциях ГИ а) интеграции ЯЗ и НЗ; б) взаимодействии ЯЗ со своими НЗ; в) взаимодействии ЯЗ с информацией; г) взаимодействии информации с ЯЗ и НЗ; а так же при ИВ: д) агентов ГИ; е) агентов ГИ с коммунальным знанием; потребностями обеспечения гомеостаза: ж) агента ГИ в ГИ; з) ГИ в социально-техническом; и) самого социально-технической окружения. Все эти функции связаны с интеграцией НЗ.

В заключение, приходится признать, что концепт «информация» стал играбельным объектом, так как кибернетика сделала его загадочным. Попытки дать определения информации приводят к игровым преобразованиям. В Википедии определения, такие же, как в данной работе, есть лишь на немногих языках. Большинство же сохраняет кибернетическую интригу и продолжает поиски. Обобщение в понятии информационного взаимодействия всех ему подобных, всё ещё тормозит исследование информации как феномена сознания.

Литература

1.Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф.Базы знаний интеллектуальных систем/. – СПб.: Питер,2000. – 384с.

2.Венда В.Ф. Системы гибридного интеллекта. – Москва: Машиностроение, 1990, 448с.

3.Богданов Н.И. Эргономика гибридного интеллекта//Автомоб. транспорт. – Харьков: Изд-во ХНАДУ, Сб. научн. трудов, вып 10, 2002, с.105-108.

4.Богданов Н.И. Система "сознание-модель": гомеостатическая теория гибридного интеллекта. Матер. за V-а Междунар. науч.-практ.конф., "Бъдещето проблемите на световната наука -2009", т.24. – София, 2009. - С.48-57.

5.Богданов Н.И. Проблемная коммуникация (информационно-семантическая теория анализа сообщения) //Проблемы бионики. - Харьков: Изд-во «Вища школа» вып. 26, - 1981. С. 26—34.

6.Богданов Н.И. Основы построения интеллектуальных технических систем. Киев:УМК ВО, 1988.- 84 с.

7.Богданов Н.И. Проблема наблюдателя в эргономике: информация (конфиденция и интенция) // Вестник Харков.госуд. автомоб.-дорожн.техн. университета. – Харьков: Изд-во ХНАДУ, Сб. научн. трудов, вып 17, 2002, с.103-107.

8.Богданов Н.И. Игрономика автотранспортных систем//Автомобильный транспорт.– Харьков: РИО ХГАДТУ/Сб. научн. тр., вып. 6, 2001, –с. 85-88.