Современные
информационные технологии/1. Компьютерная инженерия
К.т.н.
Богданов Н.И.
Харьковский
национальный автомобильно-дорожный университет
И-факторы сознания: интуиция и
логика интегративно-дифференциальных процессов
интеллектуальных систем
Введение понятия НЕ-факторов
в [1] значительно продвинуло разработчиков искусственных интеллектуальных
систем в дифференциации и понимании различных видов неопределённости, которые
приходится преодолевать этим системам. Пути парирования
этих видов неопределённости ищутся пока вслепую в
рамках программно-прагматического направления работ по искусственному интеллекту
[2]. Теоретические ориентиры для этих поисков, даёт гомеостатический подход,
который развивается в другом - бионическом направлении этих исследований [2]. В одной из первых работ, посвященных естественнонаучным
основам этого подхода [3] показано, как живые организмы, способны,
активно противостоять неопределённости за счёт накопления и использования
знаний и тем самым сохранять свою определённость (гомеостаз).
Целью данной публикации является анализ
этих средств повышения определённости, с точки зрения их моделирования и
использования в компьютерной инженерии и когнитивной науке.
Анализ основан на гомеостатической теории
сознания (ГТС) [3]. Согласно этой теории когнитивная определённость достигается
интеллектом путём циклического интегративно-дифференциального процесса (ИДП)
структурирования в памяти организма следов его взаимодействия с внешним миром
(действительностью) [4]. Благодаря
этому упрощается и ускоряется принятие решений в процессе этого
взаимодействия и повышается их определённость.
ИДП входит в структуру когнитивных процессов обеспечения гомеостаза.
Взаимосвязь этих процессов (и соответствующих им функциональным органам сознания)
согласно ГТС можно специфицировать
следующим образом
Кog = fk(Is(It,Ir(It,Id(It,Iz(It,Ic(It(Ig))))))), (1)
где fk –
специфицирующая функция, Кog - когнитивое
обеспечение гомеостаза, Ic – интегрирующий процесс
сознания, It - интуиция, Iz -
интенция, Id – индукция, Ir - интеграция-дифференциация, Is – инсайт (понимание), Ig – игра.
С точки зрения ГТС сложные виды активности
формируются циклическим взаимодействием компонент сознания: наблюдателя,
экстрапроекции, интрапроекции (представляющих наблюдателю, соответственно,
внешнюю и внутреннюю среду) и памяти [4]. Интеграция этих компонент протекает в процессе
особого вида взаимодействия со средой – игры. Игра развивает интуицию -
способность наблюдателя сообразовывать (конфигурировать) свою активность с
состояниями среды и тела, данными в экстрапроекции и интрапроекции. Интуиция является базовым процессом
асематического (нелингвизированного) сознания. Она обеспечивает интеграцию
(целостность) сознания, устанавливая энергетические (силовые) и пространственно-временные
масштабы, координацию и соответствие действительности преставлений экстра- и
интрапроекций (соответствие реальности действительности) [5].
При
взаимодействии с окружающей средой происходит заполнение и структурирование
памяти. Возникает направленность сознания (интенция) на интуитивно
распознаваемые объекты не сообразные ранее наблюдавшимся [6]. Для объектов, сообразных ранее наблюдавшимся, в памяти индуктивно формируются
обобщённые портреты (инварианты),
образуя асематические понятия. Эти понятия дают определённость выбору
степени активизации, согласно закону минимума избыточной энергии [3]. В результате устанавливается значимость всех
объектов внешней среды для обеспечения гомеостаза, то есть понимание. Образованные ранее асематические понятия
высокого уровня обобщенности дифференцируются, а низкого - интегрируются (так
образуется понятие нейтрального для гомеостаза объекта). Это придаёт определённость
и оперативность всему процессу взаимодействия с внешней средой. Основные процессы,
придающие эту определённость, приведены в спецификации (1).
Если неопределённость, соотнести с понятием «ложь», то факторы способствующие
повышению определённости следует причислить к логическому понятию «истина» и
назвать «И-факторами сознания». Здесь это имя будет использоваться как
групповое для процессов (1) и пополнений этого списка.
Такое пополнение необходимо для того,
чтобы особо рассмотреть процессы активирующие
И-факторы. Прежде всего, это касается обобщённой оценки способности обеспечивать гомеостаз в данных условиях - инспеляции
[7]. Эта интегральная оценка определяется сообразностью текущих состояний
внутренней и внешней среды зафиксированным в памяти состояниям, характеризующихся
высокой степенью устойчивости обеспечения гомеостаза [5]. Уровень инспеляция устанавливает степень
уверенности в потенциях сохранения гомеостаза (надежду) и обусловливает характер
взаимодействия
с внешней средой. Инспеляция не когнитивный фактор, но существенно влияет на них. Сама
же она зависит от успешности интуитивных актов. Эти акты не всегда приводят к усмотрению
сообразности имеющихся в памяти элементарных моделей активности (ЭМА) текущей
ситуации [5]. Такие проблемные ситуации
разрешаются интуитивными поисковыми стратегиями. Последние могут привести либо
к снижающей инспеляцию неудаче, либо к нахождению новых результативных ЭМА или модификаций имеющихся. Успешное
разрешение проблемной ситуации сопровождается повышением инспеляции или
сохранением её на прежнем уровне. По характеру взаимодействия с внешней средой
поисковые стратегии можно специфицировать следующим образом:
Sg= fs (Sa,Sc,Mс(Sa,Sc)), (2)
где Sg – множество
поисковых стратегий, fs –
специфицирующая функция стратегий, Sa –
активные стратегии, Sc – пассивные стратегии, Mс – функция смешивания.
Стратегия Sa состоит в попытках подобрать или изменить имеющиеся
ЭМА прямо в процессе их реализации. Эти попытки сопровождаются как модификациями
применяемых ЭМА, так и поисками нового образа действия. И модификации и поиски
направляются интуитивными актами оценки соответствия их наблюдаемой ситуации.
При стратегии Sc те же процессы поиска подходящего
варианта ЭМА протекают без их фактической реализации. Они проходят как неосознаваемые
циклы интенциальных актов, активизирующих память и репрезентацию. Эти акты
направляются как на ситуацию в целом,
так и на её части и аспекты. Стратегии Sa и Sc являются
предельными видами стратегий. Чаще реализуются смешанные стратегии Mс(Sa,Sc), как различные комбинации предельных. Когда
используется преимущественно стратегия Sa и приводит к успеху, такое разрешение проблемной
ситуации рассматривается как форма понимания [3]. При этом изменение уровня
инспеляции определяется объёмом энергетических и временных затрат. Когда успех
достигается стратегией Sc, он
представляется одним целостным актом. В
этом случае инспеляция повышается
скачкообразно и разрешение проблемной ситуации рассматривают как
спонтанное понимание и называют инсайтом (ага-эффектом, озарением) [3].
При начальном заполнении и структурировании
памяти значимость новых объектов растёт.
Они вызывают особый вид активности – игру. Согласно ГТС игра поддерживается
повышением инспеляции и создаёт
универсальные предпосылки интуиции [5], повышает устойчивость и оперативность интенциальных актов [6].
Таким образом, базовый состав И-факторов
должен быть пополнен инспеляцией, как фактором, связывающим когнитивные
и энергетические (эмоциональные) процессы взаимодействия с внешней средой [3]. Её
введение особенно важно при моделировании эмерджентного интеллекта [4].
С учётом инспеляции спецификация (1) приобретает следующий вид
Кog = fk(Is(It,Iр,Ir(It,Id(It,Iz(It,Ic(It(Ig,Iр))))))), (3)
где Iр – инспеляция,
другие обозначения те же что и в спецификации (1).
При лингвизированном сознания становится
возможным действие И-факторов без непосредственного (одномоментно-одноместного)
наблюдения текущей ситуации. На когнитивно-аксиологическом уровне развития
концептуальной системы преобразование лингвизированных понятий из нейтральных в значимые и обратно, а также
их дифференциация и интеграция
становится ситуативно-ориентировочной и контекстно независимой [4,7]. Понятия упорядочиваются на основе дополнений вносимых ИДП и формируемых
этими процессами связей. В результате
система знаний (функциональный резерв гомеостаза [3]) адаптируется к
конкретным условиям и приобретает определённость. Логическая структура этого
ИДП описывается следующей спецификацией
Lid = fv(D(Re,Po,Wr),I(Rz,Pv,Ws)), (4)
где Lid - структура
ИДП, fv – спецификация взаимодействия процессов, D - процесс дифференциации, I - процесс интеграции, R - вид родового знания (понятия), P – вид дополнения , W - вид связности, e - единичное, o - видовое отличие, r - иерархический, z - класс разнородных, v - высший род, s – сетевой.
Согласно спецификации (4) процесс
дифференциации (и, соответственно, дедукции) имеет дело с единичным родовым
понятием или одной областью знаний. Поэтому он легче поддаётся компьютерному
моделированию. В отличие от этого при интеграции необходимо найти высший род для множества разнородных
дифференцированных понятий (знаний). Такая задача в инженерии знаний сейчас
решается экспертами на основе их интуиции. Однако ни для компьютерного
моделирования их интуитивной деятельности,
ни для интеграции получаемых ими решений нет достаточных теоретических оснований
[8]. Такие основания могут быть получены при использовании
потенциала гомеостатической теории
сознания для накопления данных о роли
интуиции в рассмотренной выше системе И-факторов [3,4,5]. Цикл интегративно-дифференциальных
преобразований, являющихся частью этой системы характерен не только для
понятий, но и для концепций, теорий и систем знаний. Поэтому дальнейшее
исследование И-факторов необходимо для создания всех видов эмерджентного
интеллекта, в том числе партнёрских мультиагентных систем [4]. Вместе с тем выделение
системы И-факторов и проведенный выше анализ, уже сейчас позволяют корректно
замкнуть цикл интегративно-дифференциальных преобразований баз знаний посредством
разработки интерактивных технологий работы со знаниями. В частности, на основе
гомеостатической теории сознания и реальной логики В.Г. Попова могут быть
предложены технологии выделения понятийных различений; технологии работы с понятием
как элементом системы знаний; технологии систематизации; технологии работы со
схематизированным знанием.
Литература:
1. Нариньяни А.С. НЕ-факторы и инженерия
знаний: от наивной формализации к естественной прагматике // Труды 4-й Нац.
Конф. ”Искусственный интеллект - 94” , Рыбинск: РАИИ,1994, т.1, с. 9-18.
2. Толковый словарь по искусственному интеллекту// А.Н. Аверкин, М.Г.
Гаазе-Рапопорт, Д.А. Поспелов. - Москва: Радио и связь, 1992. 224 с.
3.
Богданов Н.И. Основы построения интеллектуальных технических систем. Киев:УМК
ВО, 1988. 84 с.
4. Богданов Н.И. Персональность сознания: когнитивная дифференциация и проблема интеграции интеллектуальных систем. // Mat. IV Mezinar. vedeco-praktica conf. «Veda: teorie a praxe -2008». Dil 13. Technike vedy. Moderni inform. technologie. Fizika. Praha: «Education and
Science». - 2008. Str.45-53.