Geekly articles weekly

Mendaki kecerdasan. Pengalaman klasifikasi hierarkis evolusioner

gambar

Artikel ini membahas varian klasifikasi evolusi-hirarkis perangkat otonom otonom, yang, pertama-tama, dapat mencakup organisme hidup - dari protozoa hingga manusia. Namun, untuk abstrak dari banyak fungsi organisme biologis dan untuk fokus hanya pada prinsip-prinsip umum interaksinya dengan lingkungan, dan juga untuk tidak membatasi klasifikasi hanya untuk sistem kehidupan, artikel menggunakan istilah "perangkat" bukan "organisme".

Alasannya didasarkan pada skema yang disederhanakan secara signifikan dari perilaku organisme hidup: itu disajikan sebagai perangkat yang interaksinya dengan lingkungan ditentukan oleh serangkaian algoritma yang tertanam di dalamnya. Algoritme mengacu pada skema perilaku yang ada (disimpan, diperbaiki) dari suatu perangkat yang dapat diterapkan secara ambigu dan berulang kali dalam bentuk tindakan spesifik. Alasan untuk "start-up" (aplikasi) dari satu atau algoritma lain - apakah pengaruh eksternal atau penetapan tujuan internal - tidak dipertimbangkan. Tetapi bahkan dengan pendekatan yang disederhanakan ini, dimungkinkan untuk membangun klasifikasi heuristik yang cukup produktif.

Perangkat elementer yang jelas dan tidak beragam berinteraksi dengan lingkungan - perangkat elementer - diambil sebagai titik awal untuk memanjat tangga hierarkis.

Perangkat dasar


Algoritma fungsi (perilaku) perangkat dasar diletakkan, diperbaiki selama desainnya (kelahiran) dan tidak berubah selama operasi. Adaptasi perangkat elementer ke lingkungan dilakukan hanya dengan satu kali modifikasi dari set lengkap algoritma selama penciptaan (kelahiran) dan pemilihan perangkat yang paling "memadai" dengan memperbaiki (warisan) solusi yang berhasil. Oleh karena itu, untuk beradaptasi dengan perubahan dalam lingkungan perangkat elementer, reproduksi konstan mereka dengan variasi sekumpulan algoritma diperlukan.

Masuk akal untuk mengasumsikan bahwa sekali efektif (yaitu, yang sebelumnya dipilih), tetapi akhirnya diganti dengan yang baru, algoritma tidak "dihapus", tetapi disimpan. Akumulasi dari algoritma "siap pakai", di masa depan, memungkinkan populasi untuk beradaptasi dengan kondisi yang berubah lebih cepat dan lebih efektif - bukan "menunggu" untuk modifikasi yang berhasil secara acak, tetapi menggunakan algoritma yang sudah ada jelas dan kombinasi mereka.

Konsekuensi penting dari akumulasi algoritma dan langkah pertama dalam mengatasi fungsi perangkat dasar yang tidak ambigu adalah aplikasi yang konsisten dari beberapa algoritma yang berbeda dalam kondisi yang sama. Bahkan pergantian acak dua atau lebih algoritma oleh perangkat untuk memecahkan masalah secara signifikan meningkatkan kemungkinan mencapai hasil positif. Namun, jelas bahwa perangkat dasar tidak memiliki mekanisme untuk mengisolasi algoritma yang paling efisien selama operasi (hidup) - memperbaiki kombinasi algoritma yang berhasil diwujudkan hanya dengan memilih komplek penuh mereka.

Perangkat Adaptable


Jika untuk perangkat dasar efisiensi penggunaan algoritma dievaluasi hanya sebagai hasil dari kelangsungan hidup beberapa dan kepunahan yang lain dan adaptasi hanya dicapai melalui banyak generasi, maka untuk perangkat yang lebih kompleks yang telah mengakumulasi serangkaian algoritma yang berlebihan, ada peluang nyata (dan kebutuhan) untuk mengevaluasi hasil algoritma selama operasi . Mekanisme penilaian ini diimplementasikan sebagai satu set algoritma tambahan, yang dapat disebut emosional. Algoritma emosi, tidak seperti algoritma tindakan, tidak secara langsung berkaitan dengan penyediaan fungsi perangkat tertentu. Tugas utama mereka adalah menginisiasi beberapa perubahan pada perangkat yang memungkinkan kami untuk mengevaluasi keberhasilan algoritma tindakan secara langsung selama eksekusi mereka (atau segera setelah),yaitu, menyebabkan "emosi" negatif atau positif.

Akumulasi sejumlah besar algoritma tindakan, serta penampilan algoritma emosi yang mengevaluasi keefektifannya, menciptakan dasar untuk pembentukan jenis perangkat baru, yang dapat disebut adaptif. Perbedaan utama antara perangkat adaptif dan perangkat dasar adalah kemampuannya untuk mengkonsolidasikan penggunaan algoritma yang paling efisien ketika lingkungan berubah. Oleh karena itu, adaptasi perangkat tidak diwujudkan dari generasi ke generasi, tetapi langsung dalam proses fungsinya (hidup).

Adaptasi perangkat adaptif juga terjadi secara acak, dengan coba-coba, tetapi pilihan dibuat bukan dari opsi untuk set algoritma yang lengkap, tetapi di antara beberapa algoritma.

Jika transisi dari perangkat elementer ke perangkat adaptif disebabkan oleh diferensiasi internal perangkat yang terkait dengan akumulasi sejumlah algoritma, maka lompatan hierarkis berikutnya disebabkan oleh non-identitas eksternal perangkat adaptif itu sendiri. Mengubah perangkat adaptif selama fungsinya (kehidupan) membuatnya diperlukan, ketika mengevaluasi hasil penerapan algoritma, untuk memasukkan dirinya sebagai salah satu elemen lingkungan, yang memberikan dorongan untuk pembentukan jenis perangkat berikutnya - perangkat reflektif.

Perangkat reflektif


Perbedaan mendasar antara perangkat reflektif dan adaptif adalah kemampuannya untuk apriori (sebelum melakukan tindakan) pilih salah satu algoritma perilaku yang tersedia. Hal ini dimungkinkan berkat pengulangan rutin oleh perangkat adaptif dari proses memilih opsi tindakan terbaik. Akibatnya, mekanisme pilihan ini diperbaiki dalam bentuk algoritma tambahan - algoritma refleksi, seolah-olah dibangun di atas algoritma perilaku. Tidak seperti emosi algoritma yang mengevaluasi hasil tindakan, mekanisme refleksi dihidupkan sebelum eksekusi algoritma tindakan eksternal.

Penilaian reflektif dari algoritma perilaku yang paling cocok sebelum tindakan itu sendiri memungkinkan Anda untuk merespons perubahan lingkungan lebih cepat, dalam situasi saat ini, bukan dengan coba-coba. Tetapi kehadiran algoritma refleksi tidak menghilangkan momen probabilistik dalam fungsi perangkat - hanya saja pencarian algoritma dari bidang eksternal telah beralih ke momen "internal".

Seperti telah dicatat, pembentukan refleksi adalah konsekuensi langsung dari diferensiasi perangkat adaptif dalam waktu, yang non-identitas untuk dirinya sendiri pada berbagai momen berfungsi. Kita dapat mengatakan bahwa algoritma refleksi mengembalikan integritas temporal perangkat - dengan perubahan algoritma perilaku yang sering, itu adalah refleksi yang memperbaiki identitasnya.

Ketika membahas masalah adaptasi, sudah lazim untuk memperkenalkan konsep "model lingkungan". Dalam kasus umum, model dianggap sebagai beberapa pengganti (pengganti internal) dari dunia sekitarnya, yang memungkinkan perangkat untuk merespon pengaruh eksternal secara memadai. Namun, dengan pendekatan ini, dapat dinyatakan bahwa model lingkungan perangkat tingkat pra-refleksif benar-benar identik dengan perangkat algoritma mereka. Yaitu, dunia luar untuk perangkat dasar dan adaptif hanya terdiri dari apa yang dapat mereka tanggapi dan apa yang dapat mereka pengaruhi, yaitu, dari unsur-unsur algoritma fungsi mereka (misalnya, model dunia tangki pembuangan hanya terdiri dari permukaan air dan peristiwa menekan gagang pegangan) prem). Hanya setelah pembentukan algoritma refleksi - perangkat membedakan dirinya dari dirinya sendiri,memisahkan diri sebagai elemen lingkungan - model lingkungan dipisahkan dari algoritme aksi yang kompleks. Tetapi, pada kenyataannya, model baru ini, yang memasukkan perangkat itu sendiri sebagai elemen lingkungan, tidak lebih dari sekumpulan algoritma yang membentuk mekanisme refleksi.

Inilah yang, yang tidak lagi eksternal, tetapi internal dan tidak berjarak waktu, tetapi perbedaan satu kali antara perangkat itu sendiri dan dirinya sendiri, perbedaan dalam dirinya sendiri dari dua jenis algoritma - dua model lingkungan - menciptakan kemungkinan baru untuk mengadaptasi perangkat dengan perubahan di lingkungan eksternal.

Di satu sisi, (1) kehadiran mekanisme refleksi tidak hanya memungkinkan kita untuk membuat perkiraan apriori dari efektivitas algoritma dari set yang ada, tetapi juga menciptakan peluang nyata untuk menghasilkan algoritma perilaku baru yang pada dasarnya tidak diletakkan selama penciptaan (kelahiran). Algoritma baru dibangun sebagai kombinasi dari yang sudah ada dan diperbaiki ketika mereka dianggap berguna.

Di sisi lain, (2) pemisahan model dunia eksternal, dibentuk oleh refleksi, dari model aktif-reaktif (model tindakan dan reaksi) mengarah pada kemungkinan dan perlunya mengevaluasi diri sendiri dengan perangkat reflektif tidak hanya sebagai (a) elemen lingkungan eksternal, tetapi juga sebagai (b) elemen dari modelnya. Pemisahan internal alat menjadi (a) nyata dan (b) ideal dengan sendirinya juga membedakan dirinya dari "kerabat" (perangkat dengan tipe yang sama), yang, tentu saja, membuka saluran lain untuk mengisi ulang set algoritma secara langsung dalam rangka berfungsi (hidup) perangkat - imitasi, adopsi algoritma.

Jadi, peningkatan perangkat reflektif dengan keteraturan mengarah pada pembentukan mekanisme baru untuk menghasilkan dan mentransmisikan algoritma, yang, dengan kebutuhan besar, memerlukan munculnya mekanisme baru untuk konservasi mereka, dan, oleh karena itu, munculnya tingkat baru organisasi perangkat dan kompleks mereka.

Perangkat pintar


Untuk memperbaiki aliran algoritma baru yang terus tumbuh yang dihasilkan selama pengoperasian perangkat reflektif, metode lama untuk memperbaiki algoritma (baik algoritma tindakan dan algoritma refleksi, mis., Estimasi a priori dari algoritma tindakan) telah menjadi tidak dapat diterapkan secara fundamental. Langkah logis berikutnya dalam pengembangan metode untuk beroperasi dengan algoritma adalah pembentukan mekanisme (1) untuk menyimpan algoritma di luar perangkat yang mengeksekusi dan (2) untuk "embedding" eksternal dari algoritma ini di perangkat baru. Perangkat yang memiliki kemampuan seperti itu akan disebut wajar, dan bentuk akumulasi (konservasi) dan distribusi (transmisi) algoritma akan disebut budaya, elemen utama yang awalnya bahasa.

Kita dapat membedakan beberapa perbedaan mendasar antara perangkat cerdas dan perangkat reflektif:

(1) Perangkat algoritma yang dapat dioperasikan oleh perangkat yang masuk akal tidak ditentukan selama pembuatannya (kelahiran). Untuk membentuk perangkat cerdas penuh, proses "memuat" algoritma, yang disebut pelatihan, diperlukan.

(2) Perangkat pintar tidak hanya apriori dapat memilih algoritma yang paling efisien dari yang tersedia, tetapi juga mengisi ulang set algoritma dari set yang disajikan dalam budaya eksternal.

(3) Perangkat pintar mampu menangkap algoritma yang diciptakannya di luar dirinya sendiri - dalam elemen budaya.

Mengingat fitur-fitur ini, pertama-tama, harus disimpulkan bahwa perangkat yang masuk akal adalah perangkat sosial (kolektif) yang fundamental. Untuk pembentukan dan fungsinya, lingkungan tertentu dari perangkat cerdas-pembawa budaya diperlukan - masyarakat. Oleh karena itu, tidak seperti karakteristik perangkat tingkat yang lebih rendah (seperti kemampuan beradaptasi, refleksi), rasionalitas adalah murni sosial, konsep sistemik. Jika sebelumnya jenis perangkat diatur "sejak lahir" dan banyaknya perangkat diperlukan terutama untuk memastikan variabilitas dari algoritma dan pemilihan yang paling efektif dari mereka, maka untuk perangkat masuk akal dalam masyarakat adalah kondisi yang diperlukan yang mendefinisikannya seperti itu. Rasionalitas perangkat bukanlah karakteristik awal yang imanen; ia menjadi rasional hanya di masyarakat.

Bahkan, perilaku rasional itu sendiri tidak berbeda dari perilaku adaptif perangkat tingkat yang lebih rendah, karena pada saat tertentu tindakan metode (latar belakang) dari pembentukan algoritma tidak masalah - genetik, reflektif atau sosial. Perbedaan signifikan antara perangkat pintar adalah bahwa selama operasi itu dapat mengubah dan melengkapi satu set algoritma, serta menangkap algoritma baru di luar itu sendiri.

Kecepatan adaptasi ke lingkungan perangkat cerdas jauh lebih tinggi daripada perangkat tingkat sebelumnya. Kecepatan ini dipastikan terutama karena pembentukan koneksi horizontal (tanpa batas waktu) antar perangkat. Artinya, jika mengubah prinsip-prinsip interaksi dengan lingkungan perangkat yang masuk akal memerlukan banyak generasi, karena mereka hanya dapat menggunakan metode herediter (vertikal, dengan jarak waktu) algoritma transmisi dan penyimpanan, maka pada tingkat yang wajar, algoritma efisien baru tersedia untuk setiap perangkat hampir secara instan, menurut setidaknya selama kehidupan satu generasi.

Non-pemrograman awal perangkat pintar, di satu sisi, dan pertumbuhan seperti-algoritma baru yang direkam dalam budaya, di sisi lain, secara alami mengarah ke spesialisasi perangkat. Artinya, selama periode pelatihan, perangkat cerdas dapat menerima set algoritma yang berbeda dan, oleh karena itu, berbeda secara signifikan satu sama lain dalam fungsi. Diferensiasi perangkat sesuai dengan serangkaian algoritma yang berfungsi juga diamati pada tingkat hierarki sebelumnya (jenis kelamin dan pemisahan intraspesifik lainnya pada hewan), tetapi itu benar-benar diperbaiki pada saat penciptaan dan tidak dapat lagi berubah selama berfungsi. Perlunya diferensiasi eksternal perangkat cerdas adalah konsekuensi dari (1) kemampuan terbatas perangkat individu untuk memahami seluruh kompleks algoritma yang terakumulasi dalam budaya,dan (2) kebutuhan fungsi masyarakat secara keseluruhan.

Sementara itu adalah pertanyaan tentang tingkat yang wajar, itu mungkin dilakukan tanpa menerapkan konsep "program". Seperangkat algoritme lengkap untuk satu perangkat merupakan satu-satunya program fungsinya yang tidak berubah. Pembentukan diferensiasi intra-sosial perangkat, spesialisasi mereka memerlukan perbedaan algoritma individu yang kompleks, yang dapat diperbaiki sebagai berbagai program. Selain fakta bahwa berbagai perangkat cerdas, sebagaimana telah disebutkan, dapat memiliki program yang berbeda, mereka juga dapat secara aktif beroperasi dengan beberapa program yang praktis independen (profesional, dll.) Dan mengisi komposisi mereka dalam proses fungsi.Kemampuan untuk "mengunduh" banyak program dan secara sadar beralih dari satu program ke program lain, tergantung pada kondisi yang berubah, juga merupakan perbedaan yang signifikan antara perangkat cerdas dan yang reflektif.

Perlu dicatat bahwa pengenalan konsep "program" hanya disarankan ketika memastikan independensi program dari perangkat itu sendiri, milik budaya, dan bukan individu. Meskipun semua program sebagai set algoritma spesifik hanya secara fungsional diimplementasikan oleh perangkat individual tertentu, tetapi (1) berdasarkan asalnya, (2) berdasarkan perbedaan dari kompleksitas algoritma lainnya, (3) dengan cara memperbaiki (menyimpan), mereka murni bersifat sosial, bersifat budaya umum. Karena itu, akan lebih tepat menyebutnya program sosial.

Dari semua program sosial, yang terpenting, memerlukan prioritas "unduhan" ke perangkat selama pelatihan mereka, adalah program sosial universal - bahasa. Tidak seperti program terapan, yaitu program yang mengimplementasikan fungsi langsung perangkat cerdas, bahasa menentukan dan menetapkan fungsi masyarakat secara keseluruhan. Secara langsung menyediakan pelestarian algoritma baru dan "memuat" ke dalam perangkat. Dalam praktiknya, bahasa dalam masyarakat perangkat cerdas melakukan fungsi refleksi (sebuah algoritma untuk mengelola algoritma), itu memperbaiki identitas masyarakat.

Sama seperti kehadiran oversalgorithm dan diferensiasi internal perangkat sadar menyebabkan transisi ke tingkat baru organisasi, pengembangan masyarakat rasional menuju pembedaan budaya menjadi banyak program sosial dan membentuk superprogram (bahasa) tunggal dengan keteraturan mengarah pada kemungkinan dan perlunya lompatan evolusi baru - Munculnya perangkat pintar.

Perangkat pintar


Inti dan hasil dari tahap pengembangan yang wajar adalah: (1) pemisahan algoritma dari perangkat itu sendiri, (2) integrasi algoritma ke dalam program kompleks, (3) diferensiasi program dengan pembentukan simultan satu superprogram-bahasa tunggal. Semua ini, pada dasarnya, adalah pernyataan tentang fakta munculnya realitas baru, lingkungan baru, ruang kedua keberadaan perangkat cerdas tunggal - budaya. Konsekuensi logis dari pembentukan realitas baru adalah munculnya program khusus yang tidak lagi berfokus pada mengadaptasi perangkat dengan lingkungan, tetapi pada elemen operasi ruang budaya. Program dan perangkat cerdas semacam itu yang dapat beroperasi pada program ini bisa disebut cerdas.

Hasil utama dari berfungsinya perangkat cerdas bukanlah adaptasinya terhadap lingkungan (seperti perangkat pada tingkat sebelumnya), melainkan program sosial baru. Jika kita dapat berbicara tentang peran adaptif dari program intelektual, maka hanya merujuknya ke seluruh masyarakat, dan bukan ke perangkat intelektual tertentu.

Meskipun perangkat pintar dapat menangkap dan menyimpan algoritma baru yang dihasilkan olehnya, membuatnya tersedia untuk perangkat lain, kemampuan untuk menghasilkan algoritma baru ini bukan karakteristik yang diperlukan. Produksi program sosial baru adalah satu-satunya dan menentukan fungsi perangkat pintar.

Perlu dicatat bahwa perangkat pintar hanya operasional, yaitu, pada saat "bekerja" dari program cerdas. Pada periode lain dari fungsinya, kecerdasan perangkat tidak memanifestasikan dirinya secara eksplisit - mereka berinteraksi dengan lingkungan berdasarkan serangkaian program adaptasi yang masuk akal dan lainnya. Akibatnya, kecerdasan lebih merupakan karakteristik dari program sosial khusus, dan bukan perangkat yang mengimplementasikannya. Oleh karena itu, akan lebih tepat untuk berbicara secara umum bukan tentang perangkat cerdas, tetapi tentang aktivitas intelektual perangkat cerdas.

Selain itu, karena berfungsinya program intelektual tidak secara langsung berkaitan dengan adaptasi (adaptasi efektif terhadap lingkungan) dari satu perangkat, program intelektual memiliki status sosial (sistem-lebar) tidak hanya oleh asalnya (seperti program sosial lainnya), tetapi juga pada dasarnya. Program intelektual bukanlah individu (1) dalam konten (tidak ditujukan untuk mengadaptasi perangkat tertentu), maupun (2) dalam volume - perangkat individu dalam proses aktivitas intelektual dapat “memuat” dan hanya mengerjakan bagian tertentu dari program intelektual mana pun. Artinya, kita dapat mengatakan bahwa program cerdas terlepas dari perangkat tertentu tidak hanya dari asalnya, dalam metode fiksasi dan transmisi (sebagai program yang masuk akal), tetapi juga pada intinya,lambat laun terbentuk dalam objek realitas mandiri yang baru, berkembang sesuai dengan hukum mereka sendiri (misalnya, seperti sistem keagamaan, ilmiah). Perangkat cerdas individu, menjadi cerdas untuk sementara waktu, hanya menyadari dan mendorong pengembangan ini, yang diperlukan, tetapi sudah elemen sekunder, tambahan. (Klasifikasi program cerdas perlu diskusi terpisah.)

Kesimpulan


Sebagai kesimpulan, karakteristik singkat perangkat tingkat evolusi dan hierarki terpilih disajikan.

  1. Perangkat dasar beroperasi sesuai dengan algoritma yang ditetapkan pada saat penciptaan (kelahiran) (satu set algoritma).
  2. Perangkat adaptif mampu memilih algoritma yang paling efektif dari kelebihan set yang telah ditentukan oleh metode estimasi statistik dari hasil tindakan nyata mereka.
  3. Perangkat reflektif melakukan penilaian a priori (tanpa aplikasi nyata) dari keberhasilan penerapan algoritma yang tersedia.
  4. Perangkat pintar berfungsi sesuai dengan program eksternal (dimuat dalam proses pembelajaran) - kompleks algoritme, ia mampu menyimpan algoritme baru di luar dirinya dalam bentuk elemen budaya, membuat pilihan, dan mengubah berbagai program.
  5. Perangkat pintar menghasilkan program baru.


Klasifikasi evolusioner dan hierarki perangkat yang diusulkan (organisme) memberikan kriteria yang sama sekali tidak ambigu untuk pengakuannya. Meskipun, tentu saja, tidak ada batas yang jelas antara level yang dipilih. Misalnya, perangkat pintar tanpa "memuat ke dalamnya" program sosial hanya reflektif, dan perangkat pintar di luar aktivitas intelektual (yaitu, di luar proses pembuatan program baru) adalah perangkat pintar biasa dan dalam "rasionalitas" dan bahkan "kemampuan beradaptasi" bisa jauh lebih rendah daripada yang lain perangkat (non-cerdas) (misalnya, profesor linglung terkenal).

Klasifikasi hirarkis perangkat bersyarat ini dapat dianggap sebagai hipotesis, hanya secara tidak langsung mencerminkan proses evolusi sebenarnya dari aktivitas saraf organisme hidup. Tetapi, mungkin, justru abstraksi dari sistem nyata inilah yang memungkinkan lebih bebas, tanpa mempelajari secara khusus, untuk menyadari dan memahami keteraturan pembentukan evolusi aktivitas saraf yang lebih tinggi.

St. Petersburg, 2004, Mei

Source: https://habr.com/ru/post/id393925/

More articles:


All Articles