И

И.Гарипов

НОРМАЛЬНЫЕ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ

УСТРОЙСТВА

Введение

В настоящей работе описываются самообучающиеся интеллектуальные устройства, которые были названы нормальными для того, чтобы подчеркнуть их отличие от тех узкоспециализированных и чрезвычайно косных искусственных конструкций, которые подчас тоже называют интеллектуальными.

Некоторые идеи и представления, заложенные в концепцию нормальных интеллектуальных устройств, известны достаточно давно.

Так, еще в 50-е годы (см. [1]) ряд исследователей высказал предположение, что “...интеллект можно трактовать как способность предсказать будущее в некоторой последовательности на основании наблюдений за ее прошлым. Идея состоит в том, что опыт личности можно рассматривать как последовательность дискретных событий и что разумные люди способны предсказывать будущее. Искусственный интеллект тогда изучается путем составления программ для предсказания последовательностей, образованных в соответствии с некоторым простым классом законов (иногда носящих вероятностный характер)”.

Несколько позже была выдвинута чрезвычайно перспективная идея придания интеллектуальным устройствам внутренне обусловленной активности (такая активность необходима всем устройствам, предназначенным для самостоятельного решения нестандартных задач), путем снабжения этих устройств особыми механизмами, оперирующими такими величинами, которые можно трактовать как эмоции. То, как именно могут быть использованы эмоции интеллектуальными устройствами при решении проблемы выбора оптимального действия, достаточно подробно показано в [2].

Вместе с тем, предлагаемая концепция интеллектуальных устройств содержит и совершенно новые, оригинальные идеи. Наиболее многообещающей из них, является, впервые описанная в [3], идея представления моделей мира с помощью стохастических вычислительных машин, называемых вихрями. Существует предположение, что такое представление может позволить производить оценку, по степени пригодности для прогнозирования, различных моделей мира создаваемых интеллектуальными устройствами.

Особо отметим, что интеллектуальные устройства, применяющие вихри для представления моделей мира, получают возможность использовать при обучении специфичные приемы, аналогичные тем, которые используются живыми существами при выработке условных рефлексов. Мы придаем этому обстоятельству большое значение, поскольку общеизвестно, что процессы обучения всех, в той или иной степени интеллектуальных, живых существ неразрывно связаны с процессами выработки условных рефлексов, а такой важный атрибут интеллекта как речь, может рассматриваться лишь как высшая форма условнорефлекторной деятельности. Очевидно также, что некоторые важнейшие ступени развития интеллекта в процессе филогенеза, могут рассматриваться как ступени развития и совершенствования условных рефлексов.

Глава I. Основные элементы

Исходная система понятий

1. Понятия цель , действие , прогнозирование , выбор , интеллект образуют систему понятий.

2. Интеллектуальным может быть только целенаправленное устройство. Каждое нормальное интеллектуальное устройство в любой момент своего существования имеет цель.

3. Каждое нормальное устройство может совершать различные действия. Действие устройства, способствующее достижению его цели, называется целенаправленным действием. Лучшее в данных условиях, т.е. выбранное при имеющихся ресурсах времени, памяти и знаний, целенаправленное действие устройства, называется оптимальным действием. Характеристика “оптимальности” действия субъективна (поскольку у разных устройств могут быть разные цели) и относительна.

4. Для того, чтобы из некоторого множества возможных действий выбрать оптимальное, необходимо, во-первых, знать каким может стать мир в результате совершения каждого из возможных действий, во-вторых, уметь выбирать из множества возможных, т.е. получающихся в результате совершения того или иного действия, состояний мира, такое состояние, которое в большей степени соответствует цели устройства.

Эти две взаимосвязанные задачи являются главными задачами любого нормального интеллектуального устройства.

5. Первая главная задача нормального устройства сводится к проблеме прогнозирования. Для ее решения нормальное устройство использует модели и моделирующие машины.

Вторая главная задача нормального устройства сводится к проблеме оценки того, насколько то или иное состояние мира соответствует цели нормального устройства, т.е. к проблеме оценки степени благоприятности состояния мира. Для ее решения нормальное устройство использует эмоции.

< H4 >

Задание метацели нормальных интеллектуальных

устройств с помощью эмоций

1. На протяжении всего времени своего существования, нормальное интеллектуальное устройство стремится к одной и той же цели. Эту цель будем называть метацелью. Какие бы текущие задачи не пришлось решать устройству, решение любой из них не может быть для него метацелью, а может быть лишь средством ее достижения.

2. Метацель нормального интеллектуального устройства не может быть задана в виде символьного описания некоторой многокомпонентной ситуации, к существованию которой устройство должно стремиться, потому, что при этом неизбежно возникают неразрешимые противоречия, принимающие порой форму парадоксов (главное из этих противоречий сводится к тому, что устройство, способное к свободному саморазвитию и потому не имеющее точно очерченных ограничений в своем интеллектуальном развитии, не будет строго придерживаться своей формально описанной цели, и наоборот).

Метацель нормального устройства может быть задана только как задача максимизации значения некоторой, одной-единственной, количественной характеристики мира (переменной метацели). Приращения переменной метацели должны быть реальными событиями, т.е. быть абсолютно объективными.

3. Для описания реально существующего нормального устройства, как и для описания любого другого реального объекта, могут быть привлечены количественные характеристики, которые либо поддаются измерению, либо в принципе допускают измерение. Одна из таких характеристик устройства обладает особыми свойствами и называется эмоцией. Эмоция нормального устройства может находиться не менее чем в трех разных состояниях.

4. У живых существ, эмоция вырабатывается в результате взаимодействия различных реальных величин (таких, как температура тела, давление крови и содержание в ней глюкозы и кислорода, и т.д.) характеризирующих состояние организма. Для большинства живых существ, вполне пригодно следующее определение из [2]: “Эмоция - это величина, способная принимать как положительные, так и отрицательные значения и характеризующая меру получаемого в данный момент удовольствия или неудовольствия. Она является основной оценкой качества состояния организма и отношения к нему внешней среды”. Чрезвычайно важным здесь является то, что в результате взаимодействия множества, имеющих самую разную природу, реальных величин, получается лишь одна величина, состояние которой можно отразить лишь одним числом (пригодным для обозначения количества), благодаря чему, процедура сравнения между собой различных состояний живого существа, может быть сведена к процедуре сравнения различных чисел, обозначающих состояние этой величины, и потому завершиться получением однозначного результата .

5. Величина эмоции, испытываемой нормальным интеллектуальным устройством в текущий момент времени, отражается соответствующим натуральным числом, записываемым в специальный регистр, называемый регистром эмоции. Будем считать, что нормальное устройство испытывает эмоцию, которую принято называть “отрицательной”, в тех случаях, когда число записанное в регистр эмоции недостаточно велико (т.е. оно меньше некоторого другого, заранее указанного, числа).

6. Как и у некоторых живых существ, метацель нормального устройства может сводиться к тому, чтобы величина эмоции была возможно большей в ближайшем будущем. Либо, метацель нормального устройства может быть такой же, как и у некоторых разумных существ и заключаться в том, чтобы к некоторому моменту в будущем, сумма, всех испытанных устройством эмоций, была максимально большой. В этом случае, как пишут авторы [2]: “Посредством формирования желаний или нежеланий совершения тех или иных событий эмоции определяют цели будущего поведения, которое направлено на максимизацию некоторого их интеграла.”

Двухступенчатый механизм эмоции

1. Величина эмоции вырабатывается в результате сложения величин первичной эмоции и вторичной эмоции (см. [2]).

2. Первичная эмоция зависит от количественных характеристик материальных объектов являющихся частью устройства. Текущее состояние этих объектов определяется предшествующими состояниями внешней среды.

3. Универсальность первичной эмоции заключается в том, что при всем разнообразии возможных состояний внешней среды, не может быть такого состояния, на которое не выработалась бы первичная эмоция (во всяком случае, вплоть до разрушения тела). Поэтому, те или иные значения эмоции являются сигналами, позволяющими живым существам ориентироваться в самых разнообразных ситуациях и осуществлять чрезвычайно гибкое поведение.

4. Вторичная эмоция отражает состояние внутренних информационных процессов. Вторичные эмоции значительно слабее первичных эмоций.

Соотношение между средней вторичной и средней первичной эмоциями, показывает степень интровертности устройства.

5. Нормальное устройство может привести свою эмоцию в желательное состояние (то, какое состояние эмоции желательно, определяется его метацелью), только воздействуя на внешнюю среду, потому что состояние самой значимой составляющей эмоции, т.е. первичной эмоции, зависит только от состояния внешней среды. Именно это обстоятельство принуждает устройство к активным внешним действиям. В тех абсолютно недопустимых случаях, когда у устройства появляется возможность изменять величину эмоции не опосредованно, а напрямую (например, у некоторых живых существ это может происходить при химической или электрической самостимуляции центра удовольствия расположенного между гипоталамусом и лимбической системой), его интеллект будет разрушаться, вследствие того, что искусственно создаваемые этим устройством приращения к величине метацели, будут неадекватны условиям внешней среды (такие приращения противоречат той концепции метацели, которая приводит к возникновению и существованию интеллекта).

6. Если эмоция некоторого нормального устройства напрямую зависит от эмоции другого устройства или живого существа, то будем считать, что оно использует двухступенчатый механизм эмоции.

7. Можно спорить, будет ли устройство, использующее двухступенчатый механизм эмоции, самостоятельной личностью, но то, что применение такого механизма позволяет обойти большинство аргументов Х. Дрейфуса, которые он привел в [4] для доказательства невозможности создания искусственных мыслящих устройств, представляется очевидным.

8. В качестве источника первичной эмоции могут быть использованы параметры самых разнообразных устройств и живых существ, но наиболее рационально, использовать для этого эмоцию человека непосредственно использующего нормальное устройство для решения своих задач. Такого человека, непосредственно взаимодействующего с нормальным устройством, будем называть оператором .

9. Простейшим передаточным звеном в двухступенчатом механизме эмоции, может быть специально предназначенный для этого цифровой регистр, являющийся частью нормального устройства. Величина числа, записанного в этот регистр, отражает величину первичной эмоции устройства.

10. Регистр первичной эмоции доступен устройству по чтению и абсолютно недоступен по записи. Оператору этот регистр доступен по записи.

11. Чем большее удовлетворение испытывает оператор от работы нормального устройства, тем большее число он записывает в его регистр первичной эмоции.

Регистры действия и ощущения

1. Эффектор нормального устройства способен принимать сигналы от устройства и производить воздействие на внешнюю среду в соответствии с этими сигналами. Рецептор нормального устройства способен, находясь под воздействием внешней среды, вырабатывать соответствующие сигналы и передавать их устройству.

2. Сигналы, передаваемые от нормального устройства к эффектору, будем называть действиями устройства. Сигналы, передаваемые от рецептора к нормальному устройству, будем называть ощущениями устройства.

3. Все действия и ощущения нормального устройства проименованы. В качестве имен используются натуральные числа.

4. При совершении некоторого действия, имя этого действия заносится в регистр, называемый регистром действия. Регистр действия доступен нормальному устройству по записи, а эффектору - по чтению. При выработке некоторого ощущения, имя этого ощущения заносится в регистр, называемый регистром ощущения. Регистр ощущения доступен нормальному устройству по чтению, а рецептору - по записи.

5. Успешное интеллектуальное развитие нормального устройства возможно только при условии, что его эффекторы и рецепторы будут адекватны той внешней среде, с которой устройству предстоит взаимодействовать.

6. В некоторых специфических случаях, внешняя среда может быть достаточно высокоорганизованной для того, чтобы воспринимать не только воздействие оказываемое на нее эффектором нормального устройства, но и те сигналы, которые устройство передает к эффектору. Кроме того, внешняя среда может быть достаточно высокоорганизованной для того, чтобы не только оказывать воздействие на рецептор нормального устройства, но и вырабатывать такие же сигналы, которые рецептор передает к устройству. Очевидно, что функцию такой высокоорганизованной внешней среды может выполнять подготовленный человек-оператор. Для этого он должен иметь доступ к регистру действия по чтению и доступ к регистру ощущения по записи.

При взаимодействии с такой высокоорганизованной средой, нормальное устройство может успешно интеллектуально развиваться используя самые простые эффекторы и рецепторы или вообще обходясь без них.

< H4 >

Монитор событий и хроника событий

1. Нормальное устройство непрерывно регистрирует свое эмоциональное состояние, а также, все совершаемые им действия и все вырабатываемые рецепторами ощущения. Для этого устройство непрерывно, по замкнутому циклу, опрашивает регистры эмоции, действия и ощущения и записывает числа, соответствующие их содержимому, в специальный регистр, называемый монитором событий .

2. Все числа, записываемые в монитор событий, можно пронумеровать в соответствии с очередностью их записи, поэтому числа, записываемые в монитор событий, можно представить в виде конечной последовательности образованной натуральными числами. Эту последовательность чисел будем называть хроникой событий .

3. По порядковому номеру любого члена хроники событий можно определить, содержимое которого именно регистра он представляет.

4. Если у некоторого нормального устройства механизмы построения модели мира развиты слабо, то для того, чтобы вскрыть динамические характеристики внешней среды, циклы опроса регистров эмоции, действия и ощущения должны запускаться через равные промежутки времени. В противном случае это не обязательно.

5. Вся информация о внешней среде, которую может самостоятельно получить устройство, т.е. весь его индивидуально приобретенный опыт, ограничивается информацией содержащейся в хронике событий.