Современные информационные
технологии/1. Компьютерная инженерия
К.т.н. Богданов Н.И.
При создании проектов интеллектуальных систем (ИС) в компьютерной инженерии (КИ) и когнитивной науке (КН) дискутируется гипотеза самозарождения сознания посредством самоорганизации. Предполагается, что этот процесс может возникнуть при погружении искусственной нейронной сети или группы взаимодействующих агентов в достаточно информативную среду [1].
Сторонники и противники этой гипотезы представляют две исследовательские программы,
которые можно назвать, соответственно, редуктивной и интегративной. Лишь вторая предполагает активный теоретический
анализ процесса начальной загрузки памяти ИС, необходимого для развития
сознания. Однако из-за отсутствия интегрирующей концептуальной основы такой
анализ в явной форме до настоящего времени не проводился.
Цель публикации - восполнить
этот пробел в соответствии с гомеостатической теорией сознания (ГТС) [2]. Актуальность такого анализа в том, что он может
способствовать а) ускорению создания ИС с сознательным поведением, б) повышению
эффективности и гибкости существующих ИС, г) повышению продуктивности
взаимодействия человека с искусственными ИС, д) повышению
эффективности извлечения, представления и использования знаний.
Как
известно, одна из самых ранних характеристик сознания, описывала его как
«поток» (W.James,1892). Эта постоянная смена содержания
сознания Н.М.Амосовым моделировалась «системой усиления-торможения» (СУТ). В гомеостатической теории сознания задача обеспечения гомеостаза (в его естественнонаучном,
а не абстрактном смысле, принятом в гомеостатике) требует не только структурирования
персептивного материала, но и выделения в нём объектов, наиболее актуальных для
её решения [2]. Такое выделение объектов сознания, их фиксация в памяти
и соответствующая мобилизация ресурсов для реакции на них предполагает комплекс
процессов. В него входят процессы внимания, образования доминанты, установки и
волевого импульса. Понятием, интегрально представляющим этот комплекс
процессов, является понятие интенции – постоянной направленности сознания на
некоторый объект (объект интенции – ОИ) [2]. Это понятие является ключевым при
обсуждении проблемы сознания в КИ и КН. Оно прошло длительный путь становления,
что позволяет полагать его отвечающим эмпирически достоверному феномену.
Iz = fi0(a, d, u ,v), (1)
где Iz – интенция и формирователи
процессов: a - внимания, d - доминанты, u – установки,
v - волевого импульса, fi0
- интенции.
Согласно ГТС интенция всегда имеет
вызываемые ОИ качественную характеристику -
полярность (позитивную (влечения), негативную (избегания), нейтральную и
неопределённую) и количественную - уровень (глубину) [2]. Глубина
интенции (уровень поглощённости сознания ОИ) зависит от контекстуальности
(связанности) интенции с фоном, из которого выделяется ОИ. Контекстуальность
структурирована. Она образуется в
результате интеграции текущей перцепции внешней среды (экстрапроекции),
состояния организма (интрапроекции) и извлекаемого
перцепцией содержания памяти:
Нz =fi1(fi2(ce, ci, cm),
Q),
(2)
где Нz - глубина
интенции, формирователи трёх компонент контекстуальности:
ce - экстрапроективной, ci,- интрапроективной
и cm
- мнемической, fi1,fi2 - функции, формирующие глубину
интенции, Q – константа, характеризующая объём сознания. При полной глубине интенции
исчезают границы между сознанием и ОИ
(слияние: Qои=Q), при минимальной – сознание опустошается (Qои=0).
Контекст
влияет на осознание ОИ и, прежде всего на оценку его значимости для
обеспечения гомеостаза: в зависимости от контекста интенция либо усиливается,
либо ослабляется. Каждый ОИ вызывает мобилизацию или
демобилизацию ресурсов ИС, воспринимаемую эмоцией соответствующей полярности.
Интенсивность этих процессов зависит от степени отклонения состояния ИС от равновесия, в том числе и в
результате обнаружения данного ОИ. Так как степень и
длительность отклонения гомеостаза и затраты ресурсов на его восстановление
существенно зависят от точности
дифференциации ОИ, даваемой содержанием памяти ИС, имеет место закон
минимизации избыточных ресурсов (ЗМИР): загрузка
памяти обобщёнными образами уподобляемых ОИ (интенциальными инвариантами)
продолжается до тех пор, пока мобилизация ресурсов не достигнет уровня,
обеспечивающего адекватность и надёжность реакции на эти ОИ [2]. Из ЗМИР следует, что существует а)
тенденция к загрузке памяти ИС; б) необходимое для запуска начальной загрузки
памяти множество обобщённых образов объектов, сообразных обеспечению гомеостаза
(базовые инварианты (БИ) – интенциальные
инварианты 1-го уровня), которые изначально (генетически) зафиксированы в
памяти ИС; в) свойство памяти выделять и фиксировать первый ОИ с позитивным БИ (эталонный ОИ); г)
способность ИС на основе БИ выделять из фона актуальные
ОИ и определять соответствующие
полярность и глубину интенции и реакцию (в частности, на основе имитации
поведения эталонного ОИ); д)
способность формировать на основе БИ обобщённые
образы ОИ, отождествляемых с точки зрения обеспечения
гомеостаза – инварианты 2-го уровня, характерные классы ОИ
(понятия).
Эти инварианты так же, как и БИ, маркируют
исходную полярность ОИ. Маркировка позволяет под
контролем сознания формировать на основе БИ и
связанных с ними генетически детерминированных реакций на ОИ
онтогенетические элементарные модели активности (ОЭМА)
- элементы сложного поведения, соответствующего ЗМИР.
Их накопление в памяти образует функциональный резерв гомеостаза. При этом в
процессе циклического взаимодействия основных компонент сознания (наблюдателя,
проекций и памяти) возникают связи,
составляющие основу интуиции, т.е. прямого усмотрения сообразности текущей
активности данной задаче обеспечения гомеостаза. По мере загрузки памяти
сужается множество классов негативных ОИ, а позитивных и нейтральных -
расширяются. Одновременно растёт значимость ОИ с
неопределённой полярностью (новых ОИ), которые
вызывают специфическую для них игровую
активность, создающую универсальные предпосылки интуиции. Эта активность
характеризуется повышенной мобилизацией ресурсов и не сводится к влечению,
избеганию или нейтральности, а включает их последовательности, продолжительность
которых определяется свойствами ОИ, интенсивностью расходования ресурсов и
условиями установления полярности ОИ. В начале загрузки памяти эту активность
характеризуют как ориентировочное (исследовательское) поведение, реализующее
стратегию проб и ошибок. Она становится переходной к одному из устойчивых
состояний или временно сохранятся как активность, направленная на развитие
способности выделения и дифференциации ОИ с учётом
контекста. Её затухание соответствует замыканию (стабилизации) асематического сознания. Ему препятствует культурный контекст.
Данная модель
интенциональности представляет начальную загрузку памяти как имеющий максимум
процесс эволюционного развития сознания:
С[0]=fc0(e[0]fa(Pr[0],Iz[0],Rk[0],Kn[0]),M[0]); M[0]=fm(Bi0,Rk0(Bi0),Kn0,e[0]); (3)
C[n+1]=fcn(C[n], e[n]fcm(Pr[n],Iz[n],Rk[n],Kn[n]),M[n]); (4)
где индексы в квадратных скобках [0],…[n],[n+1]…)
представляют номер эволюционных шагов, С – сознание, fc0, fa, fcn, fcm - его
формирующие функции; М– память, fm - его формирующая функция; формирователи: Pr - проекционных свойств, Rk – реакций
на ОИ, Kn – связей; Bi0 - БИ, Rk0(Bi0)- реакции
на БИ, Kn0 - базовые
связи; e - интенсивность мобилизационных
процессов (эмоций).
Из зависимостей (1) - (4)
ясно, что интенциальность сознания предполагает
наличие его нетривиальной исходной структуры и развития. Таким образом,
совершенствование рассмотренной модели обеспечивает достижение целей перечисленных
во вводной части данной публикации.
Литература:
1.
Норстед С., Норвиг П.
Искусственный интеллект: современный подход. 2-е изд. –М.:
Изд. Дом «Вильямс», 2006. –1408с.
2.
Богданов Н.И. Проблема
наблюдателя в эргономике: информация (конфиденция и
интенция)//Вестник ХГАДТУ. – Харьков:
Изд-во ХГАДТУ, Сб. научн. тр., вип.17, 2002 -С.103-106.