Алгоритмы разума - Амосов Николай Михайлович - Страница 24

Множество потребностей создает дополнительные трудности в планировании и выполнении ФА. С одной стороны, сама идея ФА предусматривает доведение его до конца, до завершения, а с другой — деятельность, направленная к одной цели, ведет к недопустимому перенапряжению другой потребности, длительное время не получающей удовлетворения. Следовательно, интеллект должен учитывать все потребности, когда планирует ФА для удовлетворения одной из них. Потребности, не получающие удовлетворения, как правило, являются «специальными» «тормозами» в противоположность «универсальному» «тормозу» — утомлению или скуке. Такое положение требует значительного усложнения расчетов суммы стимулов и «тормозов» на всех этапах ФА.

Уже при первичной оценке внешней среды — на этапе анализа — выступают противоречия потребностей. Среда удовлетворяет их неравномерно, поэтому в каждый момент одни потребности напряжены, другие пассивны, третьи активно насыщены. Оценка производится главным образом по той потребности, которая наиболее остра; другие потребности выступают в качестве «оппонентов», ограничителей. Если внешние раздражители активируют несколько неудовлетворенных потребностей, реализации которых служат разные ФА, то альтернативы возникают уже при выборе самого обобщенного «первичного» действия. Сравнение производится по суммарному приращению интегральных чувств ∆ (Пр — НПр), поскольку трудно сравнивать чувства сами по себе вследствие их специфичности. Часто оценки потребностей оказываются равноценными на этапе анализа, тогда выбор самого выгодного ФА откладывается до планирования. Планы конкурирующих ФА приходится прорабатывать до той степени подробности, пока не определятся преимущества одного над другим за счет выявления значимых качеств либо за счет преимуществ большей реальности цели или меньшей утомительности действий.

Оценка среды и планирование «действий» на данный момент затрудняются не только наличием нескольких неудовлетворенных потребностей, но еще и планами ФА высших иерархических уровней (пример: студенту хочется пойти в кино, и это возможно, если учесть, что завтра преподаватель не будет спрашивать, но «нужно учиться». И он садится за книги). Высший ФА не только дает стимулы для низших, удовлетворяющих данную потребность, но он же — источник «тормозов» для тех ФА, которые направлены на реализацию других потребностей, даже если эти последние — «сиюминутные» и не имеют конкурирующих ФА высшего этажа. Следовательно, планы высших ФА нужно включать в расчет стимулов и «тормозов». Эти планы находятся в памяти и связаны с расписанием внешней среды. Слово «расписание» подчеркивает закономерность независимых от интеллекта изменений среды во времени таким образом, что в одни периоды действуют раздражители, представляющие «плату» для одних потребностей, в другие периоды — другие раздражители, направленные на другие потребности.

Деятельность интеллекта, обладающего многими потребностями, в разнообразной среде представляет собой сеть из ФА. Они подразделяются по направленности на разные потребности и по сложности иерархии. Есть среди них длительные ФА, есть минутные. Они перемежаются таким образом, что между отдельными этапами длительных ФА, которые обусловлены «расписанием» среды и накоплением утомления, включаются короткие ФА, направленные на другие потребности. В результате получается очень сложная динамика действий-поступков, которую и можно назвать поведением.

Но дело не ограничивается лишь переключением действий. Это только видимая сторона деятельности интеллекта. Есть еще и другая.

Большинство ФА не доводится до действий, а останавливается на этапах анализа и планирования. Эти этапы — «мысли». Таким условным названием можно обозначить последовательное возбуждение новых моделей при введении их в кратковременную память или повторную активацию их при следующем действии. «Мысли» быстры и относительно легки, так как эти модели требуют небольшой энергии стимулов, достаточной для того, чтобы только ввести их в кратковременную память (по сравнению с активностью, необходимой для возбуждения мышц, преодолевающих сопротивление среды).

Какую же модель считать «мыслью». В кратковременной памяти одновременно находится много моделей, даже очень много, с разной степенью активности. Видимо, «мыслью» должна быть одна из них, самая активная. Такой будет каждая новая или вновь активированная модель, и только она одна. Но почему новая активнее уже введенных. Это совсем не легко представить при количественном, модельном подходе к делу. Например, были нужны «сильные» модели для сокращения мышц, которые после выполнения своей задачи отключаются. По законам динамических характеристик активность их снижается постепенно, и эти «отработанные» модели должны бы быть более активными, чем новые модели, поступающие во время отдыха, без всякого напряжения. Все это трудно согласовать без введения дополнительных ограничений. Мысль в каждый момент только одна — это мы знаем, наблюдая себя. Впрочем, это не довод.

Рассмотрим алгоритм формирования кратковременной памяти в связи с ФА. Как уже говорилось, модели в ней образуются от восприятия среды или вводятся из внешней памяти через действия по активации. Действия осуществляются как заданные акты выбора адреса и включения модели и определяются чувствами и активностью других моделей в памяти (рис. 32). Акту действия, например сравнения моделей, предшествует сложный пересчет уровня активности всех моделей в кратковременной памяти. Выбор следующего действия с моделями, то есть поиск адреса новой модели, определяется всей совокупностью активных моделей. Это легко заявить, но трудно воспроизвести. Однако другого выхода просто не существует, если отвергнуть идею сетевого интеллекта СИ, в котором в течение каждого такта нужно пересчитывать активность всех его моделей, поскольку в нем нет разделения памяти на кратковременную и длительную.

Рис. 32. Схема последовательной активации моделей в кратковременной памяти: Д1, Д2, Д3 — действия; М1, М2 — модели. ∑∆Ч — суммарный стимул как приращение чувств, активирующее модели. Д_ОБ — обобщенное действие, поступающее с ФА высшего уровня, которое играет роль дополнительного стимула.

Для сокращения числа моделей, расчет активности которых нужно осуществлять в течение каждого такта, следует предусмотреть более быстрое их удаление из кратковременной памяти и перевод в длительную, но с сохранением повышенной проходимости связей между моделями, составляющими одну «фразу», что позволяет легко «вспомнить» ее, пока она еще «свежа». Естественно предложить удалять из памяти «отработанные» модели, те, которые уже были использованы для выбора адреса последующих и сообщения им активности. Сюда войдут прежде всего многочисленные модели внешней среды, которые вводятся от рецепторов в большом количестве, автоматически, без отбора. Первоначальная активность этих моделей невелика, в ходе последующего анализа, точнее — действия распознавания, они заменяются «своими» моделями и становятся ненужными. Для них должны предусматриваться «крутые» динамические характеристики. Если внешняя среда еще понадобится при втором «круге», ее можно воспринять заново. То же самое и с моделями вариантов планов: как только выбран один, другие уже не нужны. Значимость моделей в кратковременной памяти должна все время проверяться по их связям с потребностями. Связи надо прерывать, как только этапы ФА уходят вперед. К сожалению, выдвинуть подобные пожелания легче, чем выполнить.

Поиск и «выбраковывание» из памяти ненужных моделей приводит нас к необходимости специального уменьшения их активности, то есть введения торможения. Оно должно дополнить динамические характеристики моделей (см. рис. 18), отражающие постепенность самостоятельного затухания активности возбужденных моделей. Торможение сделает их более крутыми. Оно всегда имеет место в сетевых моделях и в мозге. Другим выходом является создание специального алгоритма изменения характеристик для тех моделей, которые уже использованы. Пока трудно сказать, что выгоднее для АИ.