В поисках искусственного интеллекта

В поисках искусственного интеллекта - моделируем работу сознания.
В статье рассматривается внемасштабная модель работы сознания. Поэтому необходимо
сделать некоторые вводные замечания.
Во-первых, постулируется нелокальность сознания. Иначе говоря, сознание не ограничено
мозгом и нервной системой человека, те контуры, из которых состоит сознание
начинаются вне нервной системы и мозга отдельного человека, и замыкаются так же вне.
Во-вторых, нивелируется разница между коммуникацией с помощью нервных связей и
коммуникацией с помощью слов, жестов, изображений, действий. Всякая коммуникация
обобщается в двух циклах – адаптивном контуре внимания и адаптивном контуре
управления вниманием. Сознание же определяется как непрерывное соприкосновение и
взаимоадаптация этих контуров. Таким образом, личное сознание не отделяется по своей
сути от общественного, и в свою очередь не предполагается неделимым. Но
самоподобным (фрактальным) по своей структуре и содержанию в разных масштабах.
В-третьих, проводится разделение между сознанием и мышлением. Сознание является
природой мышления, мышление – реализацией сознания. Иначе говоря, если сознание
нелокально и фрактально, то мышление рождается локализацией и структурированием
контура управления вниманием.
Таким образом, в статье не ставится задачи дать объяснения феномену сознания (с этим на
взгляд автора замечательно справляется практика Дхармы Будды, например), но ставится
задача смоделировать работу сознания по производству мышления и управлением с
помощью мышления жизнедеятельностью разумного организма (совокупности органов).
По результатам исследований планируется цикл статей, рассматривающий различные
аспекты разрабатываемой теории, которые невозможно все сразу вместить в рамки
вводной, по своей сути, статьи.
Адаптивные контуры внимания или соло режиссера для телезрителя с пультом.
Давайте задумаемся, по какой причине существует телевидение? Вот сидит телезритель и
щелкает телеканалы. Щелк – новости. Щелк – программа о дикой природе. Щелк – фильм.
Щелк – концерт. В каждое мгновение выбор телезрителя ограничен передаваемыми
телепрограммами. Но каждый телеканал в борьбе за внимание телезрителей старается
своих телезрителей изучать, чтобы предлагать именно то, что достойно внимания
аудитории этого телеканала. Попробуем применить эту аналогию к анализу работы мозга
и нервной системы человека.
Симметричная адаптация контура управления и контура внимания
Представим себе все множество рецепторов живого организма – целой армией
телеоператоров. Куда организм их направляет, там они и снимают. Сигналы от
рецепторов обрабатываются редакторами. «Четвертая камера, сейчас Вы, держите
картинку. Вторая приготовьтесь. Первая – поищите другой кадр, этот не подходит. Вторая
- включаю, четвертая спасибо. Первая – вот это лучше, попробуйте чуть крупнее взять
центр. Вот, теперь левее. Вторая, спасибо, включаю первую…». Одну передачу ведет один
редактор, другую передачу с теми же операторами ведет другой редактор. Редакторы
программ имеют разные рейтинги, поэтому одни чаще попадают в сетку вещания, другие
реже. Этим уже занимаются продюсеры телеканалов. К тому же одни редакторы работают
в прямом эфире, другие же, записывают и монтируют сюжеты, прежде чем передать их в
эфир. Так же продюсеры решают, на съемки какой передачи и каких событий выедет
группа, кого пригласить в студию. На продюсеров работают маркетологи, которые
выясняют рейтинги каналов и передач у телезрителей и тем самым одобряют работу
одних редакторов и отвергают работу других.
Такова сложившаяся структура современного телевидения. Подобным же образом
информация поставляется и другими средствами массовой информации. Если
внимательно приглядеться, то такая аналогия легко накладывается на множество сфер
деятельности организаций людей.
Какова же структурная модель мозга и нервной системы соответствует такой аналогии?
Взглянем на рисунок
Итак, в конечном итоге наш потребитель управляет тем потоком информации, который он
хочет наблюдать. Иначе говоря, он транслирует продюсерам некий контур внимания,
используя контур управления. Поэтому контур внимания называется адаптивным.
Представим себе нейрон в виде некоторого такого «редактора». На входе у него
множество мониторов, соединенных дендритами с операторами или с другими
редакторами, проводящими «предварительную» обработку. Просто представьте себя за
пультом телережиссера, перед которым матрица из множества контрольных мониторов и
возможность транслировать картинку «в эфир» - на свой выход, выбирая ту или иную
камеру как активную. Нейрон имеет некоторый контур внимания, иначе говоря,
некоторые критерии чередования передачи информации разных мониторов в эфир. В
простейшем случае – это циклический обход, который по мере увеличения опыта
редактора становится все более изощренным. Учитывается наличие изменений на
мониторах, степень отличия картинок на разных мониторах. Каким образом ведет себя
редактор – зависит от того, востребована ли его информация «в эфире». Продюсеры (то
есть редакторы верхнего уровня, которые подключены к эфиру этого редактора)
включают передачи этого редактора в свой контур внимания, выпуская дальше в эфир.
При этом может быть как простая информация, характера «вы в эфире», так и более
сложная – подержите этот сюжет, вернитесь к предыдущему, переходите к следующему
сюжету.
Группы рецепторов комбинируются в органы, которые синхронно могут управляться с
помощью эффекторов. Иначе говоря, каждый редактор имеет возможность делать
«переезд» группы операторов, смещать общий фокус. При этом такой переезд может быть
замечен продюсером, а может быть проигнорирован. Кроме того продюсер может отдать
команду отменить переезд или дать указание, какой переезд сейчас востребован.
Таким образом, возникает определенная симметрия контура внимания и адаптирующего
контура управления. С одной стороны, редактор борется за большее внимание к его
эфиру, адаптируясь к потребностям большинства продюсеров, с другой стороны,
продюсеры не работают напрямую с операторами этого редактора, но работают с ними
через конкурирующих продюсеров. Поэтому редактор может устанавливать график –
какому из продюсеров он в этот момент транслирует передачу, адаптируя контур
управления.
Обобщенный контур внимания или кто в доме хозяин?
Вспомним шутку о символе власти в семье. Кто владеет пультом от телевизора – тот и
глава семьи. Это значит, что одни потребители больше влияют на обобщенный контур
внимания, другие – меньше. При этом связи между потребителями могут быть довольно
обширными и разнообразными. Иначе говоря, кто-то смирно смотрит, чтобы ни
переключал глава семьи, другие тихо ропщут, третьи дожидаются, пока глава семьи
отвлечется и в это время удовлетворяют свои интересы, четвертые уходят к друзьям
посмотреть футбол или к подругам на сериал. А кто-то и вовсе разрывает отношения,
чтобы не зависеть друг от друга.
Тем не менее мы обнаруживаем, что существует обобщенный контур внимания, в который
оказываются вовлечены все участники, и лишь изредка участники «уединяются» в
отдельную структуру, какое-то время не проявляя интереса к интеграции в обобщенный
контур внимания. На уровне органов такое поведение мы называем «новообразование»
или «рак», на уровне организма «психосоматические нарушения» или «нервные
расстройства», на уровне общества «секты».
Назовем это допустимым уровнем потерь или «усушкой/утряской» и задумаемся, по какой
причине интеграция в более крупную структуру общего контура внимания более
приемлема для отдельного участника сети трансляции данных.
Назовем отдельные условно-замкнутые контуры внимания/управления – смыслами. Иначе
говоря, некий повторяющийся контур трансляции формирует привязанность к
определенному потоку информации, к узнаванию определенной повторяемой структуры.
Каждый орган имеет устойчивые контуры, и эти устойчивые контуры определяют
внутренний и транслируемый вовне смысл. Наличие внимания к этим контурам извне
являются необходимой пищей для жизнедеятельности органа. И пусть для одного органа
коммуникация происходит через насыщение крови питательными веществами и
управление другими органами для снабжения его пищей, а для другого органа
коммуникация происходит через формирование зрительных образов для мозга и
управление движением глаз и головы, рук и ног, пульта телевизора и т.д., суть остается та
же. Контур внимания, будучи востребован, то есть осмыслен, сделан устойчивым для
организма, который включает в сферу своего внимания этот орган, оказывается и в сфере
заботы организма.
Тут можно сделать важное отступление. Например, обрезание пуповины не делает
организм ребенка отдельным от организма матери. Организм матери проявляет больше
заботы об органах ребенка, чем организм самого ребенка. Просто организм ребенка
расширяет при рождении свои возможности коммуникации.
Таким образом, целостность организма поддерживается в рамках целостности более
общего организма, а не сама по себе; и в рамках моделирования работы сознания нет
необходимости определять специальных механизмов поддержания или создания
целостности. Это естественный путь сам по себе.
Вводные аспекты функциональной и принципиальной схемы модели или пять
минут удовольствия
Рассмотреть все необходимые аспекты, существенные для понимания функциональной
или тем более принципиальной схемы сразу не удастся, но некоторые достаточно
значительные – вполне возможно.
Во-первых, главные элементы принципиальной схемы – рецептор, нейрон и эффектор.
Во-вторых, главные элементы функциональной схемы – органы зрения, слуха, осязания,
обоняния, вкуса и обобщения. Особое внимание уделим органу обобщения (его называют
психикой или умом, но чтобы не вдаваться в смежные теории уделим внимание лишь
обобщению образов транслируемых пятью органами чувств)
В-третьих, основы реализации элементов функциональной схемы в принципиальную
схему.
Итак, начнем с рецептора. Во-первых, рецепторы являются специализированными по пяти
основным направлениям чувств. Что в рецепторе главное? Рецептор преобразует
существенную для его специализации информацию в сигнал. Возможна различная
реализация масштаба рецептора, от которой будет зависеть необходимое количество и
плотность рецепторов в органах. В простейшем случае рецептор может быть глубоко
специализированным (например сигнализировать только о наличии или отсутствии на
входе события определенного для рецептора характера в течение определенного
промежутка времени релаксации рецептора), а может быть достаточно универсальным и
адаптирующимся под потребности подключенных к рецептору нейронов (например,
может настраивать свое время релаксации и характер событий, на которые нужно
реагировать). Что такое характер событий, например для зрительного рецептора? Ну, к
примеру, это изменение световой силы определенного диапазона спектра за определенный
промежуток времени на определенную величину (порог восприятия). Разумеется,
универсальные рецепторы существенно снижают количество необходимых элементов, но
усложняют «генетически определенные» устойчивые контуры органа, в котором
рецепторы используются.
Так мы понимаем, что эволюция, приведшая к появлению такого органа как «глаз»
существенно длительнее существования не только отдельного существа, обладающего
глазами, но даже и достаточно больших устойчиво существующих организаций существ.
Переходим к нейрону. Самое важное в нейроне это наличие у него устойчивого цикла
внимания к информации на входах дендритов, плюс способность к адаптации этого
устойчивого цикла, плюс способность к управлению источниками информации на входах.
Способность управления определяется согласованием принципов управления нейроннейрон, нейрон-рецептор, нейрон-эффектор. Мы можем определить по принципу
телевизионного режиссера (редактора монтажа или эфирного редактора) несколько
главных принципов управления. Во-первых это сигнал – «в эфире», дающий
подтверждение источнику сигнала о востребованности его информации. Во-вторых, это
сигнал «интересно», для возможности оценки источником сигнала наибольшей
востребованности отдельных участков своего устойчивого цикла (аттрактора, контура
внимания). В зависимости от реализации этих сигналов могут быть так же сигналы
отмены эфира и повышения или снижения интереса.
В третьих, если источником сигнала является настраиваемый рецептор, должны быть
сигналы настройки параметров этого рецептора. Возможна интеграция настраивающего
нейрона в сам рецептор и тогда для самих нейронов такая особенность не нужна. Наконец
в зависимости от реализации эффектора, возможны специальные сигналы управления
эффекторами.
Поэтому переходим к эффектору. Самое важное в работе эффектора – это оперирование
пространственным положением органов и информирование о состоянии самого
эффектора. Более точно реализация эффектора определяется из функциональной
потребности компоновки организма из органов. С точки зрения же принципиальной
схемы, актуально согласование эффекторов с нейронами (по выходу нейрона на эффектор,
по выходам нескольких нейронов на эффектор, по входу нейрона с эффектора, по входам
нескольких нейронов с эффектора) – различные варианты согласования определяют
реализацию как нейрона, так и эффектора.
Более подробное рассмотрение реализации элементов принципиальной схемы
заслуживает отдельной статьи, но прежде необходимо рассмотреть значимые аспекты
реализации функциональной схемы модели.
Структурно можно выделить:
- некоторое количество органов чувств (пять у человека, но у робота их может быть
другое количество);
- некоторое количество органов управления (опорно-двигательная система);
- некоторое количество внутренних органов (система саморегуляции и обеспечения
автономной деятельности организма);
- и орган обобщения, обеспечивающий системную конкуренцию (а точнее – интеграцию)
контуров управления вниманием органов чувств в обобщенном контуре управления за
действия эффекторов органов управления.
Структура опорно-двигательной системы имеет уровни свободы. На самых низких
уровнях определены степени свободы отдельных элементов органов чувств. Для человека
это актуально, например, для микродвижений глазного яблока в процессе восприятия
зрительных образов. Для искусственных систем это может быть всевозможная автономия
различных элементов систем наблюдения. Вмешательство в эти степени свободы органа
обобщения – минимально. На следующих уровнях определены степени свободы систем
связанных органов чувств. К примеру система зрения человека состоит из двух глазных
яблок, инструментов фокусировки зрения и направления глазных яблок. Так же
определенные степени свободы движения головы и тела имеют отношения к зрительной
системе. Поэтому на этих уровнях вмешательство в степени свободы опорнодвигательной системы органа обобщения более значительно, ведь, к примеру, вращение
головой как управление вниманием актуально не только для органа зрения, но и для
органа слуха, и для органа обоняния, и для органа вкуса.
Таковы вводные принципы в цели и задачи органа обобщения.
По сути дела орган обобщения может быть представлен целой системой обобщения,
имеющей определенную структуру и иерархию, заданную функционально и иметь лишь
элементом этой системы орган психики, связанный с максимальной степенью обобщения
контура управления/внимания, с определенными ограничениями проникновения
«любопытства» этого органа в глубокие, «генетически определенные» контуры внимания
отдельных органов. К примеру, мы сознательно можем управлять дыханием и даже
значительным множеством деталей процесса дыхания (верхнее дыхание, нижнее дыхание,
дыхание диафрагмой, дыхание грудью, дыхание животом и т.п.), и очень незначительным
множеством деталей процесса кровообращения.
Продолжение следует…
Тут критик воскликнет – а где же сознание? А где же мышление?
Не все сразу. Сущность адаптивного контура отдельного нейрона, коммуникация и
взаимоадаптация контуров отдельных нейронов, их интеграция в общий контур группы
нейронов, органа, системы органов, организма целиком, нескольких организмов – и есть
метафора реализации сознания в мышлении и коммуникации. Недаром промелькнуло в
статье предложение назвать отдельный устойчивый контур внимания/управления,
входящий в более крупный, более общий контур, и состоящий из более мелких контуров –
смыслом. Смысл – это уже понятие логики, понятие абстракции и мышления. Смыслами
можно обмениваться, смыслы можно синхронизировать. В этом и заключается основная
гипотеза разрабатываемой теории. О чем хотелось бы рассказать в отдельной статье, но
перед тем важна обратная связь. Что в этом смысловом поле вызывает интерес? Что
сомнения? Что излишне детализировано? Что пришито белыми нитками?
Пишите автору на realbtr@gmail.com и задавайте вопросы в обсуждении статьи. Добро
пожаловать на борт этого контура внимания!