Предисловие Представляю вашему вниманию очередную часть опуса о программе мышления.
Это не самостоятельная статья, а логическое продолжение первая часть , поэтому призываю всех «новичков» пройти по ссылке.
А пока мы их ждём, можете заварить себе кофе (чай, заварить морс, возможно что-то покрепче) и приготовиться к активной умственной деятельности - информации очень много.
Сегодня основное внимание будет уделено чувствам.
Продолжу мысль, высказанную в конце прошлой статьи.
Для достижения нашей цели нам необходимо выделить всевозможные человеческие характеристики и посмотреть, от каких из них можно сравнительно безболезненно отказаться, а какие настолько прочно связаны с другими, что их придется реализовать.
К последним относится, например, сон.
Оно играет важную роль в жизни человека, и для нас в первую очередь интересно то, что во сне человек восстанавливает эмоционально-мотивационное равновесие и психологическую защиту.
Так что без сна – никак.
Еще один пример, о котором я недавно думал, — это способность пересказывать тексты, которая обусловлена нашими механизмами распознавания и структурой памяти.
В целом, в выделении таких особенностей есть больше практический смысл — в будущем они помогут откалибровать систему, сравнивая результаты работы программы и человека.
Тогда будет понятно, какие параметры можно подправить, чтобы программа справлялась с задачей эффективнее человека, но при этом в целом сохраняла свое поведение.
Вполне может оказаться, что скорость обучения будет иметь некоторые ограничения, помимо мощности компьютера.
Подобный анализ и поиск связей между функциями — чуть ли не единственный способ разработать столь сложную программу.
Ведь нет возможности представить всю модель.
Нет такой науки.
Есть нейрофизиология, есть психология и есть науки, созданные на их пересечении.
Существует множество «видов» наук, которые, несмотря на общую абсурдность и очевидную неточность, иногда содержат весьма полезные идеи (мнемоника, НЛП).
Но самое интересное то, что все они либо противоречат друг другу, либо вообще не имеют точек пересечения, а модели, описанные внутри каждой, далеко не полны и завершены.
Это только раньше я думал, что возьму толстый справочник по физиологии человека и найду там ответы на все вопросы.
В результате вам придется действовать практически интуитивно.
Первая статья задала уникальный уровень абстракции, на котором будет строиться вся система.
Очевидно, что этот уровень выше, чем у ЦНС человека, но это еще не повод считать данную модель заведомо неэффективной.
Изначально, почти год назад, я определил функции еще более высокого уровня абстракции, которые, к сожалению, не могут быть формализованы и теперь мне предстоит подобрать основу.
И здесь неизбежны ошибки по той же причине – невозможно представить всю модель как единое целое.
Так что не удивляйтесь, если исходная концепция узла претерпит изменения — она адаптируется к новому функционалу.
Органы чувств
Прежде чем рассматривать, как человек запоминает, запоминает, распознает речь и находит решения проблем, необходимо знать, как информация распределяется по узлам.А для этого нужно проследить его путь от внешнего источника до памяти.
Итак, поговорим о чувствах.
У человека они реализуются на особых группах нейронов, связанных с клетками, чувствительными к особым стимулам.
Но у нас немного другая организация.
У человека с рождения уже есть зоны мозга на все случаи жизни.
А у нас некоторые создаются при работе в оперативной памяти.
Справиться с этой проблемой не сложно.
Органами чувств будут те же узлы или группы узлов, только они будут располагаться вне памяти, а их содержание будет функцией соответствующего раздражителя.
Каждый раз, когда это содержимое изменяется, в оперативной памяти создается логическая единица отражения.
Именно она запускает все мыслительные процессы, но об этом позже.
Пока решение не совсем удачное — рано или поздно оперативная память сожрет весь своп и все равно будет требовать доп.
А человек не может держать все в голове.
Ведь они подсчитали, что в среднем мы можем удерживать в сознании семь (плюс-минус 2) новых образов.
Но не многие знают или просто не задумывались о том, что это касается только одного органа чувств.
То есть человек может запомнить в голове вдвое больше чисел, если помнит наполовину зрительно, наполовину аудиально.
Давайте воспользуемся этим наблюдением, чтобы дополнить нашу модель.
Итак, для каждого органа чувств в оперативной памяти должен быть отведен определенный объем – количество узлов для отражений.
При превышении этого предела происходит ротация – новый узел заменяет самый старый из группы этого органа.
Если старый узел ранее не успел связаться со своими собратьями из постоянной или оперативной памяти, то он удаляется безвозвратно.
Вроде бы все круто — оперативная память больше не растет в арифметической прогрессии, а имеет фиксированный размер.
Но что делать, когда новые узлы перестают поступать? Продолжать обрабатывать старые? Это все равно, как если бы вы собрались ложиться спать и, выключив телевизор и закрыв глаза, продолжали бы слышать последние аккорды и видеть застывших на экране исполнителей.
Что-то здесь не так! Мы что-то пропустили.
И мы упустили такую вещь, как кратковременная память.
Хотя это и называется так, это не память в обычном смысле этого слова.
То есть сам по себе он не инициирует никакой привязки, и если никто другой его не инициировал, содержимое кратковременной памяти будет потеряно навсегда и никакой гипноз не поможет. Единственное, что он делает, — это искусственно продлевает жизнь ощущений, источники которых — раздражители — уже перестали действовать.
И все это для того, чтобы мы могли «осознать» эти ощущения и при необходимости успеть их обработать.
Чтобы это понять, представьте себе следующую ситуацию – ночь, темная комната, гаснет вспышка фотоаппарата.
Это длится доли секунды, но у вас есть несколько секунд, чтобы «увидеть» комнату.
Или другая ситуация – утро, темная комната, противно визжит будильник.
Машинально нащупываешь кнопку, визг прекращается, но его отголоски еще какое-то время слышно.
У человека это реализуется за счет инерции чувствительных клеток.
А в нашей системе такое поведение можно смоделировать, установив таймер — время жизни — для каждого узла отражения.
Если информация о стимуле обновляется быстро и пришло время перезаписать старый узел, но время его жизни еще не истекло, то он все равно перезаписывается.
Если информация обновляется медленно или вообще перестает поступать, то после срабатывания таймеров узлы освобождают оперативную память (отправляются в постоянную память или в /dev/null).
Что ж, теперь мы проследили путь информации от органов чувств к памяти.
Мотивации и эмоции
Давайте разберемся, что происходит у человека при функционировании органов чувств на низком уровне – на уровне нейронов.У настоящего нейрона довольно много параметров, которые могут меняться в зависимости от различных факторов, но на данный момент нас интересует только один – поляризация мембраны.
В нормальном, невозбужденном состоянии его значение составляет около 70 милливольт. Когда на клетку начинает действовать раздражитель, разность потенциалов постепенно увеличивается на 25 процентов, а затем начинает скакать до нуля и обратно, генерируя тем самым импульсы.
Это нормальное рабочее состояние.
Далее амплитуда колебаний начинает постепенно уменьшаться до нуля, колебания прекращаются, и разность потенциалов на поверхностях мембран становится уже вдвое меньше нормы.
Это происходит из-за истощения клеточных ресурсов.
Если раздражитель еще продолжает действовать, но адаптироваться не удалось, то напряжение потом просто начинает монотонно падать.
Когда оно достигнет нуля, клетка погибнет. О чем говорят эти цифры? Мембранная поляризация является отражением процессов, происходящих в клетке, что мобилизует ее резервы для повышения устойчивости к раздражителям и адаптации к ним.
Каждый новый стимул для клетки изначально неблагоприятен, что заставляет клетку пытаться к нему приспособиться.
Если в итоге он адаптируется к раздражителю, то это считается положительным, так как повышает биологическую устойчивость клетки, и организму следует стремиться к таким раздражителям.
Если адаптироваться не удалось, и клетка исчерпала свои резервы, в результате чего возникла низкая поляризация, то такой стимул является негативным и организму следует его избегать, так как он снижает биологическую устойчивость.
Наверное, уже должно быть немного понятно, откуда берутся эмоции и мотивация.
На низком уровне они действуют по принципу приближения и удаления – стремления сохранить положительный стимул и избавиться от отрицательного.
Но для того, чтобы перенести все это на нашу модель, информации пока недостаточно.
Обратим внимание на такой момент: в нормальном рабочем состоянии поляризация сначала монотонно возрастает, а затем начинаются колебания – что это значит? Это означает, что сначала клетка сама пытается обработать стимул, а затем подает сигнал соседям, чтобы те помогли ей в этом.
Ну тогда на вибрации уже не хватает энергии.
Начинается так называемый период усталости, когда клетка уже бессильна что-либо сделать и находится на грани гибели.
Теперь мы уже можем начать переносить все это оборудование на любимые узлы.
Первое, что бросается в глаза — это состояние ячейки, которое естественным образом реализуется как свойство объекта «узел».
Вы можете попытаться представить его содержимое в виде перечисления (состояний).
Я пока не знаю, будет ли этого достаточно.
В противном случае вам придется принять решение в лоб — используйте числа с плавающей запятой.
Это решение, несомненно, ближе к оригиналу, но платой за это будет процессорное время, что в нашем случае крайне нежелательно.
Теперь возникает вопрос – что значит «клетка сама пытается обработать стимул»? В нашем случае ячейка — это узел.
Она пробует сама — другие узлы пока не участвуют. Обработайте раздражитель – но здесь все не так просто.
В целом это означает, что со временем должна последовать какая-то реакция или действие.
У человека эта особенность реализуется с помощью рефлексов, которые, как известно, делятся на условные (приобретенные) и безусловные (врожденные).
Оба работают схожим образом — возбуждение в одной области мозга распространяется через ранее сформированные связи в другую область.
Эта другая область может быть непосредственно ответственна за выполнение какого-либо внешнего действия (закрыть глаза, схватить предмет).
И оно может передавать возбуждение через свои связи с третьей областью.
Таким образом, рефлексы могут быть первого, второго и более порядков.
Но у нас, как говорилось ранее, другая организация и распределение функций.
Попробуем перенести на него описанное выше поведение.
Итак, первой областью, с которой начинается возбуждение, будет наш узел отражения, идущий от органов чувств.
Поскольку он еще ни с чем не связан, вам придется найти в памяти его ближайший по содержанию аналог, своеобразный «звонок другу».
Сразу говорю, что у человека такой операции не существует, так как при передаче информации от органов чувств не происходит копирования (создания отражения).
Найденный аналог копируется в оперативную память для последующей работы с ним.
Таким образом, нам становится кое-что понятно о структуре этой памяти.
Помимо зон, предназначенных для хранения отражений, здесь есть отдельная зона для воспоминаний.
Подозреваю, что он тоже разделен на соответствующие органы чувств с соответствующими объемами, измеряемыми в узлах (объемы могут отличаться от объемов в области отражений).
В области воспоминаний начинается обработка самого стимула — поиск реакции с целью продлить ее или, наоборот, остановить.
Подробнее об этом я напишу в одной из следующих статей.
Но, если соответствующая реакция не обнаружена или не найден аналог самого раздражителя, начинается вторая фаза работы узла – подключение к поиску соседей, своеобразная «помощь из зала».
Чтобы понять, кто эти соседи, рассмотрим простой пример органа чувств: командную строку.
Он будет состоять из нескольких узлов, каждый из которых может хранить один введенный символ.
Поскольку поступающая информация может содержать несколько строк, наш организм не сможет воспринять весь текст. Следовательно, содержимое нашего органа чувств (массива узлов) будет меняться так же, как меняются кадры фильма.
Тогда, если первый этап обработки стимула сводится к поиску символа, то на втором этапе происходит поиск фрагмента строки.
Далее все происходит как на первом этапе — найденная группа узлов копируется в область памяти и там с ней производятся манипуляции.
Третья фаза – период утомления.
Оно наступает тогда, когда предыдущие два не дали результатов.
Ничего особенного в нем не происходит, просто тормозятся все процессы поиска.
Орган чувств перестает реагировать на этот раздражитель.
В настоящих нейронах существует и четвертая фаза – смерть.
Но мне кажется, что можно обойтись и без этого.
Подведем итог.
В области отражений происходят следующие процессы: вращение, удаление по таймеру, поиск аналогов с последующим созданием копий в области воспоминаний.
Но есть еще два момента, которые еще не выяснены – это, собственно, мотивы и эмоции, в честь которых и назван этот раздел.
Фактически на низком уровне существует прямая связь между мотивами и эмоциями.
Чуть выше я писал, что помимо основного содержимого узла (в примере с командной строкой это символ), он также имеет свойство, которое в реальном времени отражает состояние, в котором находится узел (отдых, взволнован, устал).
Итак, после обработки в области памяти, когда узел отправляется на хранение, в него записывается это самое состояние.
Если это состояние возбуждения, то это означает, что на данный раздражитель найден адекватный ответ. Соответственно, этот стимул становится положительным и будет вызывать положительную эмоцию в будущем.
Если узел находится в состоянии утомления, это означает, что реакция не обнаружена и раздражитель становится отрицательным, вызывая отрицательную эмоцию.
Наконец, давайте посмотрим на пример, иллюстрирующий такое поведение.
Представьте, что вы решаете дома сложную математическую задачу.
Если вам удастся ее решить, то вы вспомните об этом с положительными эмоциями, а когда на уроке вас попросят решить что-то подобное, вы с радостью это сделаете и предложите помощь соседу.
Но, если вам не удалось решить проблему дома, то она будет вспоминаться с негативными эмоциями, так как вызвала у вас лишь усталость, а результат так и не был найден.
Потом, когда вам дадут такое же задание на уроке, вы просто сдадитесь.
Послесловие
В этой статье я наглядно продемонстрировал метод, о котором писал в самом начале — выявление признаков и их формализация.Как видите, на данный момент наша модель кое-где расходится со структурой центральной нервной системы.
Но что для вас важнее – низкоуровневая идентичность или поведенческая идентичность? И то, и другое в данном случае невозможно, поскольку центральная нервная система работает на живых клетках, а в нашем распоряжении только компьютер и языки программирования.
Таким образом, на низком уровне у нас неизбежно будут расхождения из-за особенностей нашей платформы.
Но это не означает, что мы не можем таким образом реализовать высокоуровневое поведение.
Кроме того, у нас есть бонус — многие параметры мы можем крутить как угодно, тем самым влияя на производительность программы в целом.
И напоследок у меня вопрос к тем, кому интересна эта статья.
Здесь мы рассмотрели общее поведение сенсоров, а также привели пример одного из них — командной строки.
Какие еще «органы чувств» можно реализовать на такой платформе? Теги: #искусственный интеллект #память #органы чувств #сделай сам #нейроны #искусственный интеллект
-
Речевая Печать
19 Oct, 24 -
А Насчет Сфинкса 3.0
19 Oct, 24 -
Коды Грея И Проблемы Поиска
19 Oct, 24
