WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«.. АМОСОВ Искусственный интеллект сегодня Системы и модели Восприятие и память Действия с моделями Взаимодействие моделей в интеллекте Функциональный акт Сознание и подсознание ...»

-- [ Страница 2 ] --

Значимость потребностей (или, иначе, их актив­ ность, «коэффициент усиления») различна. Модельно это выражается в выборе масштаба шкалы на оси абсцисс на рис. 22, где представлена характеристика «плата» — чувство. Разница в значимости чувств по­ стоянно наблюдается у животных и человека: одни — жадные, другие — агрессивные, третьи — любопытные и т. д. В их различиях выражается направленность интеллекта — система приоритетов его деятельности.

Разная значимость потребностей-чувств показана на рис. 24.

Модели потребностей — чувств-стимулов — это глав­ ные модели, они всегда находятся в оперативной па­ мяти, поскольку имеют относительно высокую актив­ ность, которая периодически еще более возрастает, если потребность долго не удовлетворяется. Активность уменьшается после получения «платы». В этом смысле важны динамические характеристики моделей чувств. Пример статической характеристики показан на рис. 22.

На что расходуется энергия чувств в интеллекте?

Можно предположить, что на возбуждение по связям других моделей, например для вызова их из длитель­ ной памяти в АИ. (Впрочем, положение о расходова­ нии энергии активной моделью, воздействующей на другую, еще требует проверки расчетами. Возможно, энергия модели просто затухает согласно динамиче ской характеристике, если на «вход» не поступают но вые сигналы). Энергия чувств не уменьшается до тех пор, пока соответствующая потребность не удовлетво рится получением «платы». Как говорилось выше, все модели в СИ обладают самостоятельной «спонтанной» активностью, величина которой определяется уровнем тренированности модели. Это положение особенно от­ носится к моделям потребностей-чувств. Их постоян­ ная активность должна найти отражение не только в СИ, но и в АИ, поскольку модели потребностей все время находятся в оперативной памяти.

Классификация потребностей-чувств Первую группу составляют «специ­ альные» потребности-чувства, которые определяются назначением интеллекта. Они отражают критерий оп­ тимальности деятельности управляемого объекта. Я не буду на них останавливаться, поскольку возможно бесконечное множество назначений интеллекта. Вто­ рую группу составляют потребности-чувства, необходи­ мые для любого более или менее развитого интеллек­ та и являющиеся непременным условием его деятель­ ности. Условно назову их «рабочими». И. П. Павлов называл их «сложными рефлексами» и выделял иссле­ довательский рефлекс, рефлексы «цели» и «свободы».

Я бы добавил к ним потребность деятельности и проти­ воположную ей — потребность отдыха. Третью группу я обозначу как «интегральные чувства». Это «Прият­ но» и «Неприятно»;

они присутствуют в каждом част­ ном чувстве, только по ним чувства сравниваются и суммируются, так как в принципе каждое чувство Рис. 25. Характеристика чувства утомления:

А — накопление утомления в зависимости от длительности и интенсивности деятельности;

Б — динамика чувства во время отдыха.

совершенно своеобразно. В рассмотренных характери стиках чувств уже выделены компоненты Пр и НПр (см. рис. 22, 23, 24). Общее качество «рабочих чувств в том, что они «работают» при любой деятельности ин­ теллекта, направленной на удовлетворение любой спе­ циальной потребности и достижение специальной це­ ли. Без них его деятельность была бы невозможна или во всяком случае весьма затруднительна. В то же вре­ мя при целенаправленной тренировке эти потребности чувства могут стать самодовлеющими и служить ис­ точником удовольствия (пример — любознательность ученого).

Несомненно, есть один общий процесс для всех видов деятельности. Это нарастание своеобразного не­ приятного чувства, которое выступает в роли тормоза для продолжения действий. Его можно трактовать как утомление, когда оно касается мышц, можно приме­ нить определения «скука», «надоело», когда речь идет о мышлении, но так или иначе оно присутствует. Его «входом» является сигнал от специальной следящей системы, которая учитывает длительность и напряже­ ние деятельности, направленной к одной цели. Харак­ теристика такого чувства показана на рис. 25. Его интенсивность является функцией продолжительности и напряжения деятельности. При прекращении дей­ ствий чувство уменьшается, проходит фазы от непри­ ятного к приятному, затем отдых надоедает, и чув­ ство возвращается к нулю. Любое однообразное действие накапливает потребность в отдыхе или пере­ ключении на другое действие. Это касается не только всей обобщенной программы, например распознава­ ния и исследования, но и ее частных проявлений — опознания названия, качеств, действия, прогнозов. По каждой из этих подпрограмм ведется учет количества и напряженности одинаковых операций и соответ­ ственно нарастает потребность остановиться, переклю­ читься или отдохнуть. Уточнение соотношения двух процессов — расходования энергии действия и накоп­ ления тормозной энергии, ведущих к одному результа­ ту — остановке действия, еще требует исследования на конкретных примерах. Торможение от утомления или однообразия — универсальный процесс, касающийся любого действия, от любых стимулов. Он необходим для всякого интеллекта.

Любознательность — вторая универсальная рабо­ чая потребность интеллекта. Многочисленные вопросы, которые у нас возникают при виде чего-либо, являют­ ся ее проявлением. Кто-что? куда-откуда? зачем-поче­ му? и еще масса других вопросов охватывает отноше­ ния, причинность, прошлое, будущее. Качество модели, которое возбуждает любознательность,— это ее «неиз­ вестность», отсутствие связей с другими моделями. Ког­ да при восприятии внешнего мира в нашей кратковре­ менной памяти отпечатываются первичные модели объ­ ектов, рецептор отключается и включается программа распознавания. Она представляет собой поиск в памяти и сравнение одинаковых или похожих, но уже извест­ ных моделей. Извлечение моделей из памяти, их акти­ вация и сравнение — это «действие», требующее энер­ гии, которая поступает от «центра» любознательности.

Вначале нужно ответить на вопрос «Кто-что?» Затем следует установление качеств, то есть ответы на вопро­ сы «Какой?». Качеств очень много, они выражаются «частными» моделями, заключенными в одном из кадров. Существует целый ряд структурных качеств, касающихся сравнительных размеров или формы. Есть качества, воспринимаемые отдельными рецепторами, например тепло. Динамика объекта и его отношения к другим объектам тоже могут выступать как каче­ ства.

Еще одним видом распознавания является прогно­ зирование. Это очень важное действие, широко исполь­ зуемое интеллектом. Оно сводится к действию дописы­ вания «фразы» по известным «словам», что становится возможным лишь после опознания этих исходных слов.

Программа любознательности не ограничивается только распознаванием уже воспринятой модели, но предусматривает и новое исследование среды через настройку рецепторов и нацеливание фокусированного восприятия на определенные места внешней среды или ее объект, чтобы проверить, есть ли тут важная «де­ таль». Исследование и распознавание продолжаются до тех пор, пока иссякнет энергия чувства любопыт­ ства и стимул нейтрализуется «тормозом» со стороны утомления.

Следующая потребность как функция «рефлекса цели» — доводить дело до конечного результата даже ценой преодоления непредвиденного сопротивления объекта деятельности. Она представляется как про­ грамма слежения, воздействующая на некоторый спе­ циальный усилитель, способный дать дополнительную энергию для избранного действия тогда, когда для его окончания не хватает главного — специального сти­ мула.

Можно это чувство трактовать иначе: как удо­ вольствие от самого процесса деятельности, как чувст­ во, выражающее потребность, прямо противоположную расслаблению и отдыху. Снова получается пара про­ грамм (что бывает довольно часто): потребность дейст­ вовать стимулирует напряжение, расходуется какая-то энергия, возникает утомление, которое вызывает по­ требность в отдыхе, после чего энергия действия вос­ станавливается. Отдых в свою очередь надоедает, и включается потребность деятельности. Количественное соотношение обоих процессов пока не ясно. Психоло­ гический смысл «рефлекса цели» или удовольствия, получаемого от деятельности, довольно ясен. Конечно, нет уверенности, что действия ради их самих так уж необходимы для ИИ, но, может быть, этот дополни­ тельный стимул полезен для того, чтобы доводить де­ ло до конца.

Еще больше сомнений вызывает «рефлекс свободы» И. П. Павлова. Суть его состоит в том, что при появле­ нии видимой помехи, препятствующей деятельности, животное (да и человек) оставляет основную деятель­ ность и включает специальную программу уничтоже­ ния самой помехи (тогда как в соответствии с «рефлек­ сом цели» следовало бы включить программу преодо­ ления мешающего воздействия помехи дополнитель­ ным стимулированием главного дела). Уничтожение препятствия сопровождается «форсировкой», называе­ мой эмоциями. «Рефлекс свободы» часто реализуется через агрессию. Ее же можно представить как эмоцию гнева. Понимание эмоций и «экстремальных» режимов имеет значение для ИИ.

Сильно чувствуют все люди, следовательно, в прин­ ципе у всех достаточно стимулов, чтобы напряженно действовать, преодолевать сопротивление и достигать больших целей. Но в действительности это не так.

Одни могут добиться желаемого, другие — нет, все за­ висит от характера. В модельном выражении мы опре­ деляем силу характера как способность к напряжен­ ным действиям, которая обусловливается не столько силой стимулов, сколько значимостью главного «тор­ моза» — утомления, скуки, «надоело». Сильные люди способны пересилить утомление, оно для них не имеет того значения, как для слабых, у которых много же­ ланий, планов, но они не в состоянии их реализовать, поскольку быстро устают и не могут преодолеть со­ противление. Цели не достигаются, уверенность в себе исчезает, соответственно облегчаются планы и насту­ пает детренированность механизмов системы напряже­ ния, в частности того же «рефлекса цели». Максимум возможного напряжения — еще не все в характере, нужна, кроме того, его продолжительность: одни спо­ собны на сильное, но кратковременное напряжение, другие — на меньшее по силе, но более длительное.

И уж совсем редко сочетаются оба качества силы ха­ рактера: высокий уровень и большая длительность на­ пряжения. Таким образом, характер закладывается в значимости главного «тормоза» — потребности в рас­ слаблении, или, попросту говоря,— «чувства лени».

Важную положительную роль играет ее антипод — «рефлекс цели».

Эмоции. О них следует сказать несколько слов, заканчивая раздел о чувствах. Почему-то именно они кажутся камнем преткновения на пути воссоздания разума человека. Действительно, как может «железка» переживать горе или ужас? Понятие эмоций в психо­ логии не очень определенное. Нет четкого отграниче­ ния эмоций от чувств, даже их номенклатура расплыв­ чата. Все согласны, что горе, ужас, радость и гнев — эмоции, а вот любовь? Однако эмоции все-таки имеют характерные черты, хотя и не столь четкие, чтобы пол­ ностью отделить их от сильных чувств. Прежде всего они дают такую высокую активность связанным с ни­ ми моделям, что все другие модели оказываются подавленными и не могут привлечь внимание. След­ ствием этого является крайняя субъективность оценок:

все рассматривается через призму эмоции, человек не способен замечать другие раздражители и рассуждать здраво. Эмоции включают свою специфическую дви­ гательную программу: гнев — потребность драться;

ужас — бежать;

радость — петь, танцевать;

горе,— наоборот,— полную неподвижность. При этом происхо­ дит активация деятельности эндокринных органов, в частности возрастает выделение адреналина, который дополнительно возбуждает кору и играет роль поло­ жительной обратной связи. В целом эмоции произво­ дят впечатление первобытных примитивных чувств, которые включаются в условиях угрозы для жизни или по исчезновении такой угрозы. Можно думать, что на заре эволюции были простые рефлексы, потом на них наслоились эмоции, и уж потом дифференциро­ вались чувства как более тонкие критерии поведения.

Воспроизвести эмоции в модели интеллекта не представляет труда. Нужно задать соответствующие «центры» как очень сильные усилители, «входами» на них будут чувства, «выходами» — модели раздражи­ теля и ответного действия. Например, любая угроза вызывает потребность бежать или нападать, эмоция только многократно усиливает эту потребность вместе со значимостью раздражителя, вызвавшего угрозу.

Центр эмоций включается от чувства через «реле си­ лы» и дает дополнительное усиление соответствующим двигательным программам, тормозя при этом все ос­ тальные модели, пока действие не совершится.

Не думаю, что для искусственного интеллекта стоит задавать эмоции в таком виде. Они не улучша­ ют, а нарушают разумную деятельность и оправданы.

лишь у животных, поскольку включение эндокринных регуляторов позволяет на короткое время мобилизо­ вать дополнительную мышечную силу. Возможно, что лишь для некоторых роботов понадобится такая фор сировка в условиях чрезвычайной угрозы.

Такты деятельности и напряжение Видимо, любой интеллект, даже су­ губо сетевой разум человека, работает дискретно.

О человеке разговор особый, а для АИ такты деятель­ ности — обязательное условие. Для него «один такт» нужно понимать как действие по введению в кратко- Рис. 26. Цепочка действий Д с моделями М.

временную память одной новой модели или повторное активирование модели, уже бывшей в памяти. В каж­ дый момент времени имеется одна самая возбужден­ ная, самая активная модель. Как правило, она долж­ на состоять из «слова» или короткой «фразы» —два три, но не больше четырех «слов».

На рис. 26 показано, как осуществляются действия с моделями. Каждая следующая модель выбирается в результате элементарного действия, с учетом свя­ зей с предыдущими моделями, возможно, в пределах нескольких тактов. Стимул нужен для действий, но он же определяет уровень активности выбранной мо­ дели, заставляя ее генерировать энергию согласно ее характеристике «вход» — «выход», в которой учтена тренированность. На «входе» учитываются энергия стимула и других моделей (так, например, для М2 не только от Д2, но и от 1).

Как отмечалось выше, действия с моделями могут иметь различный характер. Модель действий — это часть программы, и в ней тоже можно выделить иерархию: от «действий вообще» в данном направле­ нии до конкретного действия с одной моделью (на­ пример, целая последовательность сравнений). Здесь следует ввести понятие «напряжение» как некоторый уровень активности, средний для определенного пе­ риода деятельности интеллекта. Напряжение опреде­ ляется прежде всего активностью чувств или уровнем потребности, стимулом. Уже говорилось, что значи­ мость потребностей различная: одни «жизненно не­ обходимы» (например, страх в минуту опасности), другие (к примеру, любознательность) несут вспомо­ гательные функции, и даже при максимальном «ин­ формационном голоде» стимул к поиску новых раз­ дражителей нельзя сравнить со стимулом к поиску пи­ щи или спасения.

Другой фактор напряжения— «сопротивление» объ­ екта действия в момент его выполнения. Это понятие прежде всего касается внешней среды и подразуме­ вает физическое сопротивление эффекторам (напри мер, нагрузка, которую должны преодолеть мышцы, с тем чтобы действия достигли цели). Но напряжение интеллекта необходимо и для решения трудной зада­ чи, когда поиск в памяти нужных моделей наталки­ вается на большое сопротивление ведущих к этим мо­ делям связей, если они давно не использовались. Ко­ нечно, как в том, так и в другом случае для того, чтобы напряжение возникло, нужны стимулы соот­ ветствующей силы, поскольку, если их не будет, дей­ ствие просто не состоится. При этом приходится учи­ тывать «рефлекс цели» как дополнительный стимул, который начинает временно действовать тогда, когда на пути к достижению цели, сформированной за счет умеренной потребности и неспособной вызвать боль­ шое напряжение, появляется препятствие, ставящее под угрозу ее осуществление. В таких случаях сопро­ тивление как бы усиливает саму первичную потреб­ ность.

Время Время является той независимой пе­ ременной, которая, как и пространство, всегда участ­ вует в деятельности интеллекта. Значительную часть своих программ он относит к будущему, несколько меньшую — к прошлому, большую часть — к насто­ ящему. Интеллект должен иметь чувственное ощуще­ ние времени. Настоящее метится особой «буквой», указывающей на то обстоятельство, что в данный мо­ мент времени внешние или внутренние рецепторы работают. Прошлое воспринимается по действию изв­ лечения из памяти, а будущее — по специфическим действиям с моделями настоящего и прошлого. Тече­ ние времени фиксируется переключением кадров в моделях кратковременной памяти. В частности, мыс­ ли о будущем можно представить как операции с «фразами», в начале которых стоят «слова», отража­ ющие настоящее, то есть с подключенными рецепто­ рами. Затем рецепторы отключаются, и «фраза» про­ должается путем «дописывания» ее начиная от «сло­ ва» — настоящего уже с «буквой» — «будущее».

Время движется только в одну сторону. Это четко отмечается в последовательности любых «слов», «фраз», отражающих события, даже во «фразах» ис­ следования объекта типа показанного на рис. 17, где как будто движение идет по пространственным струк- турам, но в действительности — параллельно и во времени. Время отмечается во всех действиях (после­ довательность вызова моделей из памяти, восприятия из внешней среды или из тела). Поскольку «буквы» действий всегда присутствуют в модели структур, то эта «метка» и создает отсчет времени, его направле­ ние. Операция обращения к прошлому или к будуще­ му — это тоже действие, которое метит модели своей «буквой».

Временные отношения сложны для понимания (на­ стоящее — это данный момент. Но, говоря «в этом го­ ду», тоже подразумевают настоящее). Модели, выра­ жающие время, так же подлежат обобщению, как и любые другие. Один кадр восприятия внешнего ми­ ра — одна элементарная модель — соединяется с бук­ вальным понятием «настоящее». Обобщение времени, то есть удлинение единицы его измерения, создание «крупноблочной» модели, производится одновремен­ но с обобщением измеряемой этим масштабом дея­ тельности или воспринимаемых во времени моделей.

«Действие обобщения» касается времени и объектов деятельности. «Весь год пишу книги» — здесь обоб­ щены действие и время. Нельзя обобщать их порознь, отрывать одно от другого. Как говорилось, «действие обобщения» состоит в том, что модели последователь­ но сравниваются друг с другом, выделяется общее из «букв» и «слов», и потом эта полученная при первых сравнениях модель сопоставляется со всеми последу­ ющими. Это касается моделей объектов и действий.

Со временем проще — единицы его измерения одина­ ковы, поэтому обобщение времени — это использова­ ние иерархии его единиц. Операции с большими от­ резками времени стали возможны только благодаря речи и счету.

Обобщение моделей действий по времени — основа долгосрочного планирования и предвидения. Посколь­ ку интеллект может мыслить только короткими фра­ зами, длительное предвидение обязательно связано с обобщенными моделями, которые могут развертывать­ ся в более частные единицы последующими опера­ циями (об этом речь пойдет дальше).

Отношение событий во времени определяется по масштабу времени двух параллельно протекающих процессов, выраженных отдельными «фразами». Ин­ теллект осуществляет слежение за многими объекта­ ми, поскольку существует несколько типов рецепторов и следящих систем. Слежение за временем, однако, единое. Поэтому для соотношения времени разных «фраз» по их началу, концу, продолжительности нуж­ но сравнить их маркировку по времени.

Продолжающееся и законченное действие — поня­ тия, тоже имеющие отношение к моделям времени.

Первое — это продолжение действий, начатых в прош­ лом и еще не отмеченных «меткой» окончания, вто­ рое — законченное, для которого она уже есть. Обыч­ но это касается действия, состоящего из повторяю­ щихся однородных актов (например: «Я шагаю уже час»).

Операции переключения — настоящее, прошлое, бу­ дущее, операции обобщения по времени, определения отношения начала и конца обобщенного действия к данному моменту — позволяют выразить все типы грамматических времен, используемых речью.

Реальность Еще одно важное понятие — реаль­ ность. Реально то, что есть, что воспринимается ре­ цепторами, следящими за внешней средой, за телом, за самим разумом. Модель с «буквой» действующего рецептора реальна. Она реальна даже в том случае, когда извлекается из памяти, если в модели образа присутствует эта «буква» рецептора. Наоборот, реаль­ ность будущего проблематична. Однако не всякое бу­ дущее можно назвать нереальным. Его реальность прежде всего определяется вероятностью будущего со­ бытия. Если событие произойдет непременно, его сле­ дует воспринимать как абсолютно реальное. Другое дело, если вероятность меньше единицы: реальность события тем более сомнительна, чем меньше вероят­ ность. Но это не все.

Реальность имеет прямое отношение к чувствам.

Чувства вызываются «платой», удовлетворяющей по­ требность. «Плата» в настоящем очевидна: она или есть, или ее нет. Плата в прошлом тоже вполне реаль­ на: она отмечена памятью на чувство. Будущая «пла­ та» сильно возбуждает чувства и является основным стимулом для действий. Если бы интеллект стимули­ ровался только в настоящем времени, то его деятель­ ность была бы весьма ограничена. Мы все время ра­ ботаем «в долг», нас заставляют напрягаться буду- Рис. 27. Изменение коэффициента времени в зависимости от предпола­ гаемого срока ожидания «платы» для двух типов характера.

щие удовольствия от удовлетворения потребностей, но не в одинаковой степени.

Чувства возбуждаются будущей «платой» с по­ правкой на реальность ее получения. Голодный чело­ век, не имеющий никакой надежды получить пищу, не станет затрачивать силы на ее поиск, он будет просто страдать. Стимул появляется тогда, когда есть надежда удовлетворить напряженную потребность в результате направленной деятельности, то есть при наличии вероятности получить за усилия «плату».

Величина стимула от будущей «платы» определяет­ ся двумя факторами. Первый и главный — напряже­ ние потребности и ее значимость. На рис. 22 показана характеристика «плата» — чувство. Исходное состоя­ ние потребности определяется точкой а, показываю­ щей остаточную ее удовлетворенность после получен­ ной в прошлом «платы». Приращение чувства, кото­ рое стимулирует деятельность,— это теоретическое желание Ч от точки а до полного удовлетворения макс потребности как чувства — до предела притязаний.

Абсолютная величина Ч зависит также от зна­ макс чимости самой потребности.

Следует заметить, что истинное приращение чувст­ ва Ч, то есть стимул, при очень напряженной потреб­ ности меньше, чем максимально возможное. Голод­ ный человек мечтает не о максимуме наслаждений вкусными яствами, а о том, чтобы удовлетворить острый голод какой-нибудь пищей. Однако этой по­ правкой на уменьшение притязаний в первом при­ ближении можно пренебречь.

Второй фактор (или коэффициент при стимуле) — это реальность получения «платы» в результате дея­ тельности. Она определяется вероятностью успешности действий и некоторым коэффициентом времени. Пред­ ставить этот фактор не просто. Можно привести мно жество примеров, но я ограничусь двумя. Человек пе­ реходит дорогу и видит мчащийся на него автомобиль.

Откуда берутся силы! Тут коэффициент времени ра­ вен единице, так как главное не в том, что вероят­ ность смерти высокая (но не стопроцентная, ведь че­ ловек знает, что не все умирают под колесами), а в том, что она угрожает немедленно. Другой пример.

Достоверно известно, что курение угрожает человеку раком легкого. Тоже не всем, но с вероятностью 1:10.

Однако не теперь, а в будущем, для молодого, может быть, лет через сорок. И юноша не бросит курить, да­ же если он врач и хорошо осведомлен о вреде куре­ ния. Дело снова в коэффициенте времени. На рис. изображена гипотетическая функция величины этого коэффициента в зависимости от срока ожидания «платы». Показаны две кривые — одна для людей, живущих «сегодняшним днем», другая — для дально­ видных и настойчивых. Коэффициент времени или поправки на будущее у них существенно разные. Ви­ димо, этот коэффициент не является простым следст­ вием уровня интеллекта, а заложен от природы, в генах. Интеллект только уточняет вероятность буду­ щих событий, то есть определяет другой компонент реальности. У животных характеристика временн'ого коэффициента падает очень круто, не говоря уже о том, что они не могут прогнозировать события дале­ ко вперед.

Реальность будущего и оба ее компонента являются непременной принадлежностью любого интеллекта, это один из краеугольных камней всей гипотезы. Он столь же важен, как понятия о критериях-потребно­ стях, управляющих действиями с моделями, или ме­ ханизм обобщения.

Функциональный акт Любой интеллект функционирует дискретно. Если говорить точнее, то это сочетание непрерывных и дискретных процессов. Впрочем, су­ ществуют ли вообще чисто непрерывные процессы?

Во всяком случае, в сложных системах любое непре­ рывное есть только статистика большого числа отдель­ ных событий. В мозге, например, вся деятельность нейронов выражается отдельными импульсами.

Дискретность внешней деятельности интеллекта я выражаю термином «функциональный акт» (ФА), по­ нимая под ним подготовку и выполнение последова­ тельности движений, направленных на достижение цели. Целью является новое состояние объекта управ­ ления, выраженное его моделью, которая создается в процессе самого ФА или задается извне.

Простейший ФА состоит из трех этапов: восприя­ тие — оценка — действие. В действительности даже у животных эта цепочка длиннее и представлена, по крайней мере, пятью элементами (рис. 28), причем каждый элемент расчленяется в свою очередь на не­ сколько простейших действий.

В самом общем виде ФА можно описать так.

Первый этап — восприятие. Рецептор, настроенный на некоторый фрагмент среды, дает его первичную модель — картину.

Второй этап — анализ. Он состоит из трех момен Рис. 28. Этапы функционального акта.

а) распознавание — сравнение первичной модели картины с моделями-эталонами разной степени обоб­ щенности, взятыми из постоянной памяти. В резуль­ тате сравнения получается «вторичная модель» — переписанная своими моделями-«словами» картина среды, в которой отражена субъективность и ограни­ ченность интеллекта;

б) прогнозирование будущих изменений среды — новая «фраза», дописанная по «словам» вторичной модели;

в) оценка — активирование чувств распознанными моделями объектов. Чувства зависят от состояния удовлетворения соответствующих потребностей к мо­ менту начала ФА. В результате формируется суммар­ ный стимул и выбирается «первичное действие» — модель действия в самой обобщенной форме.

Третий этап — планирование. «Первичное действие» развертывается в три «фразы» моделей, представля­ ющих собой план:

а) «фраза» последовательности действий;

б) «фраза» эффекта — модель изменения среды в ответ на действия вплоть до достижения цели;

в) «фраза» необходимых усилий или «фраза» чувств.

Четвертый этап — решение, представляющее со­ бой включение плана в действие. Решение возможно только в том случае, если суммарный стимул больше суммы «тормозов», предполагаемых в процессе выпол­ нения действий и учтенных при планировании. «Тор моз» определяется сопротивлением среды.

Пятый этап — действия по реализации плана, то есть «считывание» модели последовательности дейст­ вий под контролем обратных связей, воспринимаемых изменений объекта и затрачиваемых усилий. При рас­ согласовании и недостатке стимулов действия прекра­ щаются, и производится новое планирование.

Алгоритм упрощенного функционального акта Реальные ФА очень сложны. Слож­ ны модели среды, многочисленны критерии, разнооб­ разны варианты действий. Чтобы представить алго ритм ФА, нужно упростить его до предела. На рис. показана схема такого упрощенного ФА.

Рассмотрение его начнем с критериев (потребностей, чувств). Как минимум для понимания ФА необходи­ мы четыре критерия. Первый (главный) — специфи­ ческий, например голод как потребность «тела», вто­ рой — любознательность, третий — «рефлекс цели», четвертый — универсальный «тормоз» — утомление.

Три последних критерия рабочие. Для каждого кри­ терия необходимы характеристики и точки исходного состояния на них. Для голода, например, это будет зависимость чувства от количества пищи. Исходное состояние — некоторая низкая степень насыщения, оставшаяся после предыдущего приема пищи. Для критерия любознательности характеристика отражает потребность в информации, то есть зависит от числа и сложности новых моделей среды. Исходное состоя­ ние — некоторый «информационный голод». Критерий цели стимулируется от реальности цели, ее близости во времени и в соответствии с «процентом» выполне­ ния плана. Вначале, естественно, он не действует.

Критерий утомления включается от любого дейст­ вия — в зависимости от его утомительности.

«Мысленные» этапы ФА — анализ, планирова­ ние — менее утомительны, но они надоедают, наску­ чивают. «Двигательные» этапы зависят от сопротив­ ления объекта действия — «тормоз» от утомления мо­ жет быть очень велик. По каждому виду действий — с моделями или с объектами, при восприятии или планировании — утомление отсчитывается от нуля.

Значимость каждого критерия различна и задается за­ ранее. Так, голод намного важнее, чем любознатель­ ность и удовольствие от достижения цели, но утомле­ ние в своем крайнем проявлении сравнимо с голо­ дом.

Рис. 29. Алгоритм функционального акта.

Восприятие. Восприятие среды осуществляется ре­ цептором, для настройки которого необходимо дейст­ вие. Его мы обозначим Д1. Исходный стимул для него черпается из рабочего критерия любознательности, обеспечивающего некоторый минимальный уровень усилий. Для простоты будем считать стимул доста­ точным для такой настройки рецептора, чтобы полу­ чить модель среды.

В результате восприятия, как программы действия, в кратковременную память вводится модель внешней среды 1, например одного предмета или простран­ ственной ситуации из нескольких объектов. Каждый из них представлен «фразой», состоящей из несколь­ ких «слов» в кадрах памяти (см. рис. 17). Одно «сло­ во» — обобщенная модель, другое — простейшая струк­ тура. В модель вводятся «буквы» настройки рецепто­ ра и координаты объекта.

Д2 — приведение объекта к стандартным разме­ рам — осуществляется автоматически, за счет того же любопытства и не требует большого напряжения.

Получается новая модель М2. Стимул при этом не­ сколько уменьшается.

Анализ. Д3 начинает этап анализа и представляет собой программу распознавания приведенных моде­ лей М2 путем вызова из внешней памяти моделей эталонов М, похожих на воспринятые. Для этого э используются первые «буквы» каждого «слова», как в алфавитном словаре.

Д4 — выбор наиболее похожих из вызванных моде­ лей. Они выписываются в кратковременной памяти рядом с М2 с последующим автоматическим сравнени­ ем и определением степени сходства. В результате по­ лучается новая «фраза» — модель распознанного объекта, переписанная собственными «словами» с ука­ занием степени сходства,— М3. Любознательность (источник энергии) во время этих действий значитель­ но уменьшается и одновременно нарастает «тор­ моз» — «надоело». Распознавание может быть продол­ жено, но для упрощения задачи ограничимся этим.

Д5 — оценка распознанного объекта как возмож­ ная «плата» для удовлетворения специальной потреб­ ности, в нашем случае — голода. Специальная «фра­ за» М', с которой связана модель распознанного объ­ екта, вызывается из постоянной памяти и указывает степень удовлетворения потребности. Если ее подста­ вить в характеристику главной потребности, отложив от исходной точки (см. рис. 22), можно получить мак­ симальный стимул Ч Он определяет основную макс энергию для всех последующих этапов ФА. Если на­ сытившемуся человеку предложить невкусную пищу, то есть низкую «плату», то стимул Ч будет очень мал. ФА закончится на первых этапах — рассмотре­ ние и анализ, которые отработаны на стимуле «лю­ бознательность». Человек не захочет напрягаться из за ерунды (об этом еще будет разговор). Сейчас пред­ положим, что стимул весьма велик.

Планирование. Д6 — определение цели. Принцип утилитарности интеллекта предусматривает автома­ тическое рассмотрение любой внешней картины с точ­ ки зрения ее использования для повышения удоволь­ ствия, то есть для удовлетворения потребностей. Важ­ нейший стимул (голод) дает достаточно энергии для первой прикидки использования объекта. Суть дейст­ вия состоит в создании модели цели. Зрительно это выражается в модели объекта в том виде, каким он должен стать в результате воздействий интеллекта (например, часть структуры объекта должна быть оторвана и перенесена к «телу» или попросту — взять и откусить). Такая цель может быть выражена корот­ кой «фразой» — часть объекта, его перемещение в пространстве к новому месту. Откуда возьмется новая модель — цель? Она есть во внешней памяти в разных вариантах «фраз», связанных с моделью «съедоб­ ного» объекта. Для нахождения такой модели нужны входные данные: обобщенная модель объекта и дей­ ствия с ним. Энергия для извлечения модели из внеш­ ней памяти и переноса ее в кратковременную память черпается из стимула, определившегося в предыдущем действии. При этом стимул несколько уменьшится за счет утомления. Таким образом мы получаем новую модель — цель М4.

Д7 — выбор движения для достижения цели. Его модель М5 может быть представлена на разных уров­ нях обобщения. Самая общая модель — это «взять», «достать» как основное движение с «буквой» обобще­ ния. Такая модель тоже имеется во внешней памяти в виде «фразы», где связаны модель-цель и модель движение. Движения задаются моделью рецепторов, заложенных в органах движения.

Д8 — определение сопротивления движению со сто­ роны объекта — представляется как частная модель М6 некоторого качества объекта. Найти ее можно по основной модели объекта или по сочетанию этой мо­ дели с моделью действия.

Д6, Д7 и Д8 представляют собой самое упрощенное выражение этапа планирования. По существу, после каждого из этих действий должен производиться пе­ рерасчет стимулов, но для простоты эту процедуру мы объединим в одну операцию.

Д9 — новый перерасчет стимулов и «тормозов» для определения их суммы М7, который подготавливает важный этап — принятие решения. Предыдущие три действия были связаны с расходованием энергии сти­ мула, подсчитанного в Д5 на основании величины потребности и «платы», которую может обеспечить объект, воспринятый и распознанный на первых двух этапах. За время планирования этот стимул изменил­ ся: во-первых, за счет утомления от самой процеду­ ры расчетов, во-вторых, за счет уточнения «ценности» объекта, которая была связана с уточнением цели, в-третьих, за счет будущих усилий для запланиро­ ванных движений. Последний пункт особенно важен:

мы не начинаем действий, если не уверены в том, что они нам под силу.

Принятие решения. Подсчетом стимулов заканчи­ ваются «мысленные» этапы ФА. Решение занимает промежуточное положение: с одной стороны, дейст­ вия еще не начаты, а с другой — их начало уже опре­ делено, и для этого обеспечены стимулы. Они должны быть значительно сильнее, чем для предыдущих этапов, поскольку призваны обеспечить высокое напряжение моделей движений, способное преодолеть действитель­ ное, а не воображаемое сопротивление объекта, на­ пример мышечное усилие для поднятия тяжести.

Важно понять, что во время восприятия и анализа стимул Ч, как функция неудовлетворенной потреб­ ности, может быть достаточно большим, но он не ис­ пользуется, поскольку напряжение нужно лишь для преодоления сопротивления связей, чтобы вызывать модели из внешней памяти.

Однако такое положение бывает не всегда. Стимул для действий, в том числе и для мыслительных, то есть «чистых» действий с моделями, расходуется на преодоление сопротивления связей при введении но­ вых моделей из памяти и их активации. Это сопро­ вождается утомлением. Оно сильно возрастает, если процесс мышления требует большого напряжения, длится непрерывно и не достигает успеха (нет реше­ ния задачи). Удовлетворения потребности при этом нет, наоборот, она активируется и стимул все более возрастает. Соответственно возрастанию стимула и противостоящего ему утомления увеличивается на­ пряжение при низком УДК. Такое положение возни­ кает при интенсивной умственной работе или в труд­ ных жизненных ситуациях, вызывающих сильные чувства и не предлагающих легкого решения.

Д10— решение. Внешне это короткий акт — вклю­ чение в действие ранее составленных планов, но он весьма значителен. В момент решения необходимо скачкообразно повысить напряжение, чтобы активи­ ровать модели плана M8, поскольку нужно преодо­ леть сопротивление действию со стороны объекта.

У человека это связано с сокращением мышц, то есть большим расходом энергии. Решение вызывает осо­ бенно сильное напряжение, когда оно бесповоротно, когда уже невозможно остановить начатое действие (пример — прыжок через ров, разрез кожных покро­ вов при операции).

Действия. Д11 — действия в буквальном смысле слова: сокращение мышц у человека либо включение двигательных или манипуляционных устройств у ИИ.

Действия — это считывание модели плана. Она может быть задана в двух вариантах: в виде струк­ турного образа объекта внешней среды как модель цель или в виде последовательности ощущений с ре­ цепторов органов движения. В первом случае обратной связью является орган зрения, воспринимающий объект и сверяющий изменения, которые он претер­ пел, с моделью цели действий. Во втором случае ре­ цепторы с мышц сами дают обратную связь. Однако как в том, так и в другом варианте само считывание состоит в активации моделей, непосредственно управ­ ляющих органами движения. Сами по себе они не представлены в рецепторных зонах, а выражаются только через рецепторы органов движения, но тем не менее это элементы интеллекта, такие же, как и другие. Сложные двигательные акты состоят из по­ следовательности автоматических элементарных дви­ жений («слова» и «фразы» из «букв»).

Активность моделей действий должна быть на­ столько велика, чтобы органы движения, управляе­ мые от них, были способны преодолеть сопротивление объекта воздействий. От модели плана, записанной в кратковременной памяти, поэтапно включаются мо­ дели элементарных движений, управляющие эффек­ торами. Одновременно рецепторами «глаза» и «мышц» воспринимается эффект производимых движений. Как и всякое восприятие, он тоже записывается в кратко­ временную память в виде модели М9. Таким образом, в кратковременной памяти активно функционирует несколько параллельных моделей: «старые» модели плана, «новые» модели объекта, измененного дейст­ вием, и модели с рецепторов «мышц», показывающие их сокращения и усилия. Не представлены, но есть модели самих движений — как последовательность активации эффекторов. Эти модели, доведенные до высокой активности многократными повторениями, в дальнейшем могут стать основой автоматических сложных движений. Такими являются любые хорошо заученные двигательные акты, например произнесе­ ние слов. Разговаривая, мы просто «включаем» мо­ дели слов, а орган слуха воспринимает произносимое и выполняет роль обратной связи (в отличие от ими­ тации чужого произношения, когда мы «считываем» звуковой образ).

Модели выполненных действий, по крайней мере две из них — изменение объекта и мышечных усилий, дают материал для чувственного контроля действий, корректируют планы получения «платы» и утомле­ ния.

Д12 — подсчет уровня чувств, стимулов и «тормо­ зов» после выполнения первого этапа движений (предположим, что весь план был разбит на 2—3 эта­ па). Для этого нужно определить, в какой степени модель измененного действием объекта М10 соответст­ вует модели — цели данного этапа действий. Недовы­ полнение плана уменьшает реальность всего ФА, сни­ жает активность потребности и уменьшает стимул.

С другой стороны, уже определено, каково действи­ тельное сопротивление и насколько оно соответствует «силам» эффектора. От этого зависит действительное утомление, то есть величина «тормоза», которая вы­ читается из стимула для определения их суммы.

Если план выполнен, этапный эффект получен, а сопротивление оказалось меньше предполагавшегося, стимул возрастает и следующий этап может быть вы­ полнен быстрее. Если же это невозможно вследствие особенностей объекта, ФА в целом может вызвать в дальнейшем большее удовлетворение. При более силь­ ном сопротивлении «тормоз» может полностью нейт­ рализовать стимул и возникнет необходимость в пре­ кращении действия, ФА останется незаконченным.

Однако в этом случае включается другой «рабочий» стимул — «рефлекс цели». Невыполнение плана, от­ даление цели или появление обстоятельств, угрожаю­ щих ее осуществлению, являются для него «платой» (довольно странной, но это так), уменьшающей чувст­ во приятного, но побуждающей к деятельности, как и всякая угроза. Он суммируется с положительным сти­ мулом надежды на истинную «плату», позволяет пе­ ресилить «тормоз» и продолжать действия, то есть пе­ рейти к их следующему этапу, который осуществля­ ется по тем же принципам.

Уровень душевного комфорта в процессе выполне­ ния действий зависит от их эффективности. При за­ труднениях он оказывается ниже предполагавшегося, если же сопротивление было переоценено,— то выше.

Д13 — завершение ФА. Оно сводится к подведению итогов, определению окончательных чувств и УДК, но в этом и состоит его важность.

Предположим, что план выполнен полностью, «пла­ та» получена, и это прежде всего резко изменяет глав­ ное чувство. Точка на характеристике потребности (в нашем примере — голод) перемещается в зону «приятного» и соответственно стимул для действия уменьшается до нуля. С другой стороны, накопивше­ еся утомление представляет неприятный компонент чувственной сферы и понижает сумму чувств, то есть Рис. 30. Характеристика «рефлекса цели»:

Ч — стимул цели в зависимости от сте­ ц пени выполнения плана.

УДК. Третий, снова приятный, компонент дает «реф­ лекс цели». Он тем значительней, чем больше было преодоленных трудностей. Характеристика этого ком­ понента показана на рис. 30. В ходе выполнения ФА «утомились», или «прискучили», или «насытились» обе рабочие потребности — любознательности и цели, следовательно, их значимость уменьшилась. Так за­ кончился ФА, представленный в самом упрощенном виде.

Воспроизведение простого ФА в алгоритмическом интеллекте, мне кажется, не будет трудным. Потреб­ ности и их чувства, то есть критерии, задаются в ви­ де «центров» со своими характеристиками и постоян­ но находятся в оперативной памяти. То же самое ка­ сается центров — моделей настройки рецепторов. Они всегда обладают хотя бы минимальной активностью.

Направление рецепторов на цель и их дополнительное активирование включаются как действие, модель ко­ торого («куда направить взгляд») всегда имеется в оперативной памяти, поскольку она часто использу­ ется. Компоненты этого действия — настройка и ак­ тивация рецепторов. Действие дает «первичную карти­ ну», которая тут же перекодируется цифровым кодом по особой подпрограмме. Так получается цифровая первичная модель. Этап «анализ» сводится к извлече­ нию цифровых моделей из длительной памяти и срав­ нению их с первичной моделью. В результате создает­ ся вторичная модель. Планирование осуществляется по тем же принципам. Пересчет чувств, УДК, опреде­ ление стимулов и «тормозов» производится после каждого этапа. Построив планы и получив достаточ­ ный суммарный стимул, АИ «принимает решение» — включает считывание плана действий. Для этого циф­ ровая модель перекодируется в сигналы, управляю­ щие органами движения — эффекторами. Они изменя- ют структуру объекта согласно «модели цели», полу­ ченной при планировании. Контроль за изменениями структуры объекта осуществляется рецептором зре­ ния, напряжение мышц при работе оценивается спе­ циальными рецепторами, полученные картины коди­ руются и сравниваются с планом. В промежутках между отдельными движениями пересчитываются чувства и стимулы. «Отработанные» модели находят­ ся в оперативной памяти до тех пор, пока активность их снижается, согласно характеристике, до опреде­ ленного порога, после чего они стираются. Результат ФА в виде основных моделей — «первичной карти­ ны», последовательности действий и картины объек­ та после осуществления ФА — переносится в длитель­ ную память. Основная трудность алгоритмизации да­ же простого ФА состоит в перекодировании прост­ ранственной структуры объекта.

«Круги» восприятия В предыдущем описании ФА был предложен наиболее легкий процесс распознавания моделей — по полному совпадению с эталонами.

В действительности это не так. Сложные структуры, воспринятые рецепторами и запечатленные в кратко­ временной памяти как первичная модель, почти ни­ когда не имеют во внешней памяти точного аналога.

Поэтому распознавание всегда носит вероятностный характер. Модель объекта представлена в нескольких кадрах, в которых запечатлены его образы с разной степенью обобщенности и некоторое количество дета­ лей. Сравнение идет по нисходящей — от самых обоб­ щенных моделей до подробностей. При этом требуют­ ся усилия — стимулы, поскольку нужно вызывать из памяти все новые модели — эталоны. Усилия утомля­ ют, накапливаются «тормозы», стимулы любознатель­ ности ограничены, поэтому сравнение идет только до уравнивания стимулов и «тормозов». При этом не до­ стигается полное распознавание объекта со всеми его качествами, а происходит лишь приблизительное опо­ знание. Как уже говорилось, есть механизм (програм­ ма) учета степени вероятности. Этот показатель пред­ ставляет «вход» для любознательности, так как всякое нераспознанное — в целом или в частностях — явля­ ется новым и интригующим. Во внешней памяти у развитого интеллекта есть множество вариантов объ ектов с разным набором деталей, имеющих равное значение для разных целей. Поэтому возможно запо­ минание нескольких вариантов «своих моделей», со­ ответствующих «первичной модели» с разной сте­ пенью вероятности.

Какая точность нужна? И все ли необходимые для ФА детали содержатся в первичной модели?

Точность — это детали и качества. Некоторые из них являются значимыми качествами-критериями.

Именно они воздействуют на центр потребности, опре­ деляют величину возможной «платы», которую пред­ ставляет объект. Пример: зеленое или спелое ябло­ ко — качество степени съедобности, в разной мере значимое для сытого и голодного человека. Его нужно точно распознать. Отсюда следует, что предел необ­ ходимой точности исследования и распознавания определяет задачу поиска качеств, значимых для дан­ ной потребности. Для удовлетворения любознательно­ сти достаточны новизна и точность сами по себе (скажем, рябина, а не калина). Для специальных по­ требностей нужны «избранные» детали. При первом нецеленаправленном осмотре их можно и не заме­ тить.

Итак, первый «круг» восприятия и распознавания действует за счет стимула любознательности и дает нам приблизительную «первичную модель», которая выявляет вероятностное совпадение с не очень по­ дробными моделями-эталонами. Второй пункт анализа как этапа ФА направлен на определение ценности объекта для удовлетворения специальной потребности и выдвигает новые задачи. Степень точности модели может оказаться недостаточной, потому что специаль­ ная потребность (чувство) предусматривает некоторые значимые для нее детали. Как только ориентировоч­ но, по неточным моделям, определяется ценность объекта, сразу же начинается второй «круг» — целе­ направленное исследование его. Возбуждение специ­ фической потребности («голод») при восприятии объ­ екта вызывает добавочное действие после Д4. Оно состоит в том, что из внешней памяти по связям (ад­ ресам) потребности вызываются детали, которыми должен обладать объект, чтобы удовлетворить «го­ лод». Во временную память вводятся «фразы» вари­ антов объекта, в разной степени ценных как «плата».

С ними сравнивается имеющаяся уже первичная мо­ дель и обнаруживается, во-первых, ее недостаточ- ­­­­­, а во-вторых, выявляются нужные детали, кото­ рые следует поискать в объекте, чтобы повысить ве­ роятность «платы». Для этого включается новое дей­ ствие — настройка рецептора с целью специального поиска нужной детали. В результате исследования появляется «усовершенствованная» первичная мо­ дель, которая снова подвергается анализу. Распозна­ вание определяет, есть ли в ней искомая деталь, и если таковой нет, это понижает «ценность» объекта как «платы», что сказывается на последующем пере­ расчете чувств и стимулов. Модель цели на следую­ щем этапе тоже может измениться, поскольку измени­ лась первичная модель.

Прогнозирование и определение динамики Эти термины относятся к анализу, мы их опустили для простоты в описании ФА, пред­ положив, что объект и среда совершенно статичны.

В действительности же интеллект имеет дело с дина­ микой. Факт динамичности устанавливается глазом человека при первом восприятии, когда за доли се­ кунды он определяет «первую производную» измене­ ний положения или структуры объекта. Для алгорит­ мического интеллекта, возможно, понадобятся две первичные модели вместо одной и автоматический ме­ ханизм их сравнения для определения динамики.

Однако и неподвижные в данный момент объекты необязательно неизменны в продолжение тех отрез ков времени, в которых проектируется ФА. Поэтому динамика, прогнозирование изменения объекта, явля­ ется непременным действием анализа. Ее необходи­ мость выявляется при распознавании: уже тогда, ког­ да первичная модель заменяется, «переписывается» вторичной, в ней заложена возможность и вероят­ ность динамики. Динамичность маркируется особой «буквой».

Прогнозирование состоит в том, что модель объек­ та представляется «словом» «фразы», в которой запи­ сана вероятная последовательность изменения струк­ туры объекта или его пространственного положения в среде. Соответствующие «фразы» хранятся во внеш­ ней памяти и вызываются в кратковременную память специальным действием. Я не буду вводить дополни­ тельные обозначения, поскольку они недопустимо ус ложняют схему. Распознавание будущего по «фразе» динамики носит вероятностный характер и состоит в определении промежуточных и конечного состояний объектов — в виде его новой модели, которую и нуж­ но оценить с позиции значимости как «платы». Это не так просто.

Динамика и прогнозирование сталкивают нас с новым фактором, новой переменной — временем. При описании простейшего ФА мы не учитывали время.

На самом же деле, оценивая динамику объекта, ин­ теллект определяет время, в течение которого объект сохраняет значимость в качестве «платы», удовлет­ воряющей потребность. Пример: зеленая ягода. По­ скольку сейчас она в пищу не годится, ФА не состо­ ится. Другой пример: автомашина идет по дороге, которую нужно перейти. Она представляет угрозу, оценка уровня которой прямо определяется динами­ кой и расстоянием до автомашины. «Плата» обычно ожидается только в будущем, но она уже сейчас опре­ деляет действия. Как уже говорилось, любой раз­ витый интеллект всегда работает на будущее. Но цен­ ность объекта в будущем и сейчас не одинакова, и, следовательно, не одинаково его значение как стиму­ ла действий.

Для расчета динамических систем введено поня­ тие «реальность будущего». Это очень важное понятие для любого интеллекта. Мы его разлагаем на два ком­ понента: вероятность будущего события и «коэффи­ циент будущего». Уже на этапе анализа реальность вводится в расчет для определения величины «пла­ ты», а следовательно, и стимула. В Д5 нужно ввести поправку для динамических систем: умножить сти­ мул на «коэффициент реальности», полученный как произведение вероятности будущего события и значи­ мости будущего — «коэффициента времени», рассчи­ танного по кривой, показанной на рис. 27. Стимул может оказаться существенно меньше или даже ис­ чезнуть совсем.

В этапе «планирование» время присутствует по­ стоянно. Модель цели учитывает динамику объекта («где и когда его можно взять?», «в каком он будет состоянии?» и обязательно — «сколько для этого по­ требуется времени?»).

Д7 — модель движений для достижения цели — полностью зависит от времени. Здесь выступает тес­ ная связь времени и сложности действий. Простые движения быстры, сложная последовательность их напротив, продолжительна. Не будем пока говорить о том, как планируются сложные движения, ограни­ чимся констатацией того факта, что они требуют определенного времени для своего выполнения. Следо­ вательно, они отдаляют получение «платы», уменьша­ ют «коэффициент будущего», увеличивают усилия и связанное с ним утомление. Все это сказывается на Д9 — пересчете стимулов после планирования.

Планирование всегда является прогнозированием, следовательно, оно вероятностно. Этот фактор присут­ ствует в планах. Степень вероятности достижения це­ ли в результате действий оценивается по подробности исходной модели объекта и по наличию в памяти со­ ответствующих моделей, полученных из предыдуще­ го опыта. Эти модели-«фразы» извлекаются из посто­ янной памяти в то время, когда рассчитывается по­ следовательность движений и их результат — как «фразы» плана. Результат характеризуется опреде­ ленной вероятностью.

При этом может оказаться, что исходная модель объекта снова была недостаточно полной. Одно де­ ло — модель распознавания и модель для оценки и дру­ гое дело — модель для воздействия на объект. «Фра­ зы» действий могут потребовать новых деталей, а для этого понадобится новый, третий, «круг» исследова­ ния — снова настройка рецептора на искомую деталь, снова ее восприятие, новая первичная модель и ана­ лиз — уже с позиций выполнения действий.

Итак, при Д9 — пересчете стимулов — учитывает­ ся поправка на реальность достижения цели как функцию вероятности и требуемого времени. Нужно помнить, что само планирование несет с собой утом­ ление, как всякое однообразное действие;

это ограни­ чивает его продолжительность и заставляет скорее переходить к решению, не добиваясь стопроцент­ ной вероятности результата при расчете получения «платы».

Иерархия функциональных актов Юноша пять лет учился в институ­ те — это ФА продолжительностью в пять лет, который он планировал на такое время, исходя из существую­ щих правил обучения. У него была цель — получить высшее образование для работы, призванной в свою очередь удовлетворить набор потребностей, сущест­ вующих к моменту поступления. Этот длинный ФА будет разделен на пять более коротких — по годам учения, те — на еще более короткие — семестры и т. д., вплоть до уроков и заданий на завтра. Такая со­ вокупность ФА разной продолжительности и разных частных целей при одной общей — окончании инсти­ тута — представляет иерархию ФА. Вся жизнь чело­ века состоит из подобных сложных ФА, направлен­ ных на удовлетворение различных потребностей и рассчитанных на неодинаковую продолжительность.

Подчиненные ФА выступают при этом в двух обра­ зах — как самостоятельные и как компоненты глав­ ного.

Так мы подошли к применению принципа обоб­ щенности к ФА. Обобщение модели относилось к мо­ делированию внешнего мира: обобщенная структура из крупных блоков, обобщение повторяющихся объек­ тов во времени или по этапам исследования, «буква обобщенности» как маркировка этого вида действия с моделями, даже если оно происходит автоматически в результате процесса забывания незначащих дета­ лей.

Действия, как сокращения мышц и как операции с моделями в смысле вызова их из постоянной памя­ ти, сравнения, прогнозирования, представлены в ин­ теллекте моделями. Следовательно, они тоже могут обобщаться.

Обобщенные модели можно себе представить как «неясные», или «крупноблочные», без деталей, но имеющие «букву обобщенности». Она указывает, что модель получена путем действия с множеством моде­ лей, а не через восприятие рецепторами с плохой на­ стройкой. «Буква обобщенности» такая же, как «бук­ ва настройки рецептора», обе они показывают, как получена соответствующая модель. Обобщенная мо­ дель всегда известна, то есть имеет связи с другими моделями. Если нам нужно вообразить «собаку вооб­ ще», мы представляем какую-нибудь одну из множе­ ства виденных собак, обычно не очень ясно. Обоб­ щенный образ собаки проявляется, когда мы пытаем­ ся ее нарисовать, а не просто вспомнить. Он же проступает скрыто, неявно при распознавании конкрет­ ной собаки. Явная обобщенность выступает в интел­ лекте только через речь. Об этом еще будет разговор.

По такому же принципу возможно обобщение мо­ дели действия. Например, действие «взять» состоит из набора нескольких конкретных движений, изменяю­ щихся в зависимости от объекта деятельности, но имеющих нечто общее — фиксацию предмета и пере­ несение его к субъекту. В конкретном выражении это проявляется двояко: или в работе некоторых мышц, принимающих участие во всех реализациях действия «взять», или в зрительном образе объектов, фиксиро­ ванных рукой и перенесенных ближе к себе. Обоб­ щенное действие «учиться» представить труднее, по­ тому что оно составлено из очень разнообразных конкретных действий. Их круг расширяется по мере развития ребенка. Обобщение происходит после по­ явления ряда моделей, имеющих общие «буквы».

Обобщенный ФА становится возможным только при развитии памяти и программы обобщения. Его условием является способность запоминать длительные периоды времени с возможностью повторения моде­ лей и последовательного сравнения их с целью обоб­ щения. Так получаются «фразы», охватывающие пе­ риоды времени. Как говорилось, структуры «фраз» та­ ковы, что сами по себе они не длинны, а удлинение периодов времени достигается обобщением и созда­ нием иерархии «фраз», расшифровывающих обобщен­ ную модель новой короткой «фразой».

Обобщение изменений среды во времени, тем не ме­ нее, не исключает ее оценки как «платы», направлен­ ной на удовлетворение потребности. В результате оценки длительного будущего появляется стимул к действию. Обобщенной модели изменений среды в пространстве или во времени соответствует обобщен­ ная модель действия. Эти модели «среда — оценка — действие» хранятся во внешней памяти в вариантах с разной степенью обобщенности.

Как возникает обобщенный ФА? Восприятие конк­ ретного объекта сопровождается анализом его первич­ ной модели, в который входит и прогнозирование.

«Фраза» прогноза может охватывать большой отрезок времени в случае, когда объект изменяется медленно.

Если изменения не только длительны, но и многооб­ разны, то их обобщенная модель (из двух — четырех слов) развертывается в целый набор коротких «фраз», описывающих каждое обобщенное «слово». Так прог­ нозируются этапы изменений внешней среды, ее «расписание» во времени, пространстве, качествах.

Воздействия или качества прогнозируемого изменяю­ щегося объекта оцениваются с «коэффициентом реаль­ ности», формируются конечная цель и обобщенный стимул. В памяти хранятся модели обобщенного дей­ ствия и их развертывания в частные действия приме­ нительно к каждому этапу изменений объекта. Они оцениваются по «трудности», которая выступает как «тормоз» тоже в обобщенном варианте с «коэффици­ ентом реальности». Производится суммирование сти­ мулов и «тормозов», и если сумма оказывается поло­ жительной, принимается решение начать обобщенный ФА. Истинное начало выражается во включении пер­ вого подчиненного ФА, то есть действий, направлен­ ных на достижение первой цели, точнее, промежуточ­ ной цели.

Проектирование такого подчиненного ФА осуще­ ствляется по общим принципам — или после приня­ тия решения по обобщенному, «главному» ФА, или до этого, когда при предварительном планировании обобщенного ФА подробно расписывается его первый этап.

Выполнение иерархии ФА имеет свои особенности.

Они в значительной мере определяются степенями за­ висимостей между ФА разных уровней. Например, проведение хирургической операции как цепи этап­ ных ФА целиком определяется конечным результатом всей операции. Наоборот, в труде рабочего цели го­ дичного или месячного периодов могут быть малозна­ чащими, а определяющим уровнем является рабочий день или отдельные трудовые циклы с частными це­ лями.

Для того чтобы выполнялось любое действие, необ­ ходимы стимулы. Для простейшего ФА мы их уже определили. Основные стимулы — в цели, в удовлет­ ворении специального критерия, а рабочие критерии (чувства, любознательность, цель, утомление) играют вспомогательную роль. О поправке на реальность тоже уже говорилось. Подчиненный ФА при очень большой зависимости от главного функционирует пре­ имущественно за счет его стимулов. Конечно, при этом действуют рабочие стимулы — «рефлекс цели» для достижения промежуточного рубежа, утомление от действий, требующее временного отдыха, и любо­ знательность, поскольку в ходе деятельности произво­ дятся исследования. Таким образом, постоянно дей­ ствующий стимул ФА верхнего уровня периодически Рис. 31. Схема двухуровневого функ­ ционального акта. Включение оче­ редного низшего ФА происходит пос­ ле выполнения предыдущего.

сильно уменьшается за счет утомления, и действие может остановиться на некоторое время после очеред­ ного этапа, если условия среды это позволяют. В ре­ зультате отдыха действие главного стимула восста­ навливается, и включается следующий этапный ФА.

После каждого такого этапа производится перера­ счет не только стимулов собственно этого ФА, но и главного. Учитывается возросшая вероятность дости­ жения последней цели, увеличивается значение «ко­ эффициента будущего» и «рефлекса цели», поскольку цель приближается во времени.

Схема двухуровневого функционального акта по­ казана на рис. 31.

Условия успешного окончания длительных ФА особенно трудны. Во-первых, их планирование менее достоверно, поскольку ниже вероятность достиже­ ния цели из-за трудностей долгосрочного прогнозиро­ вания среды как в смысле ее «платежеспособности», так и «сопротивления». Во-вторых, нелегко оценить свои силы на продолжительное время вперед. В мо­ дельном представлении это выражается характеристи­ ками потребностей — как «основной», так и «рабо­ чими», например утомляемостью. Вследствие такой неопределенности длительного ФА возможно прекра­ щение деятельности на любом его этапе, когда баланс стимулов и «тормозов» сместится в сторону послед­ них. Правда, часто остановка имеет временный характер, если главным «тормозом» является утомле­ ние. После некоторой паузы оно уменьшается, и сти­ мулы вновь побуждают действовать. Но бывают «тор­ мозы» иного характера, к ним мы и перейдем теперь.

Сеть функциональных актов Развитый интеллект тем и отличает­ ся от простого, что он управляет сложными система­ ми по многим или, по крайней мере, нескольким кри­ териям. Это касается только «специальных» потреб ностей, поскольку «рабочие» одинаковы для всех ин­ теллектов. Например, у животных «специальные» по­ требности представлены инстинктами: самосохране­ ния, продолжения рода, стадным. Каждый из них объединяет несколько составляющих: инстинкт само­ сохранения — потребности в безопасности и пище, стадный — потребности в общении, в самовыражении, стремление к лидерству, альтруизм. Так, даже у жи­ вотных набирается с десяток потребностей, у людей же их гораздо больше. Для удовлетворения каждой по­ требности не обязательно нужны отдельные ФА (к при­ меру, общение и самовыражение объединяются), но для большинства других ставятся разные цели. Со­ всем нередко потребности прямо противоречат друг другу, например, такие, как безопасность и голод. Кон­ куренция между ФА за время, силы и средства имеет место всегда. Это означает, что ФА, направленный на удовлетворение одной потребности, должен быть тор­ мозом для другого ФА, ведущего к иной цели. При этом компромиссы далеко не всегда возможны, по­ скольку условия деятельности не позволяют беспре­ пятственно разделять действия во времени и простран­ стве. Такое разделение возможно только при суммиро­ вании коротких ФА за большие промежутки времени, да и то не всегда.

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 — деятель­ ность, направленная к одной цели, ведет к недопусти­ мому 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 зна­ чительного усложнения расчетов суммы стимулов и «тормозов» на всех этапах ФА.

Уже при первичной оценке внешней среды — на этапе анализа — выступают противоречия потребно­ стей. Среда удовлетворяет их неравномерно, поэтому в каждый момент одни потребности напряжены, дру­ гие пассивны, третьи активно насыщены. Оценка про­ изводится главным образом по той потребности, кото- рая наиболее остра;

другие потребности выступают в качестве «оппонентов», ограничителей. Если внешние раздражители активируют несколько неудовлетворен­ ных потребностей, реализации которых служат раз­ ные ФА, то альтернативы возникают уже при выборе самого обобщенного «первичного» действия. Сравне­ ние производится по суммарному приращению инте­ гральных чувств ( — НПр), поскольку трудно сравнивать чувства сами по себе вследствие их специ­ фичности. Часто оценки потребностей оказываются равноценными на этапе анализа, тогда выбор самого выгодного ФА откладывается до планирования. Пла­ ны конкурирующих ФА приходится прорабатывать до той степени подробности, пока не определятся пре­ имущества одного над другим за счет выявления значимых качеств либо за счет преимуществ большей реальности цели или меньшей утомительности дей­ ствий.

Оценка среды и планирование «действий» на дан­ ный момент затрудняются не только наличием не­ скольких неудовлетворенных потребностей, но еще и планами ФА высших иерархических уровней (при­ мер: студенту хочется пойти в кино, и это возможно, если учесть, что завтра преподаватель не будет спра­ шивать, 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 направле­ ны на реализацию других потребностей, даже если эти последние — «сиюминутные» и не имеют конку­ рирующих ФА высшего этажа. Следовательно, планы высших ФА нужно включать в расчет стимулов и «тормозов». Эти планы находятся в памяти и связа­ ны с расписанием внешней среды. Слово «расписание» подчеркивает закономерность независимых от интел­ лекта изменений среды во времени таким образом, что в одни периоды действуют раздражители, представ­ ляющие «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 направлен­ ности на разные потребности и по сложности иерар­ хии. Есть среди них длительные ФА, есть минутные.

Они перемежаются таким образом, что между отдель ными 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 наз­ вать поведением.

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

«Мысли» Большинство ФА не доводится до действий, а останавливается на этапах анализа и пла­ нирования. Эти этапы — «мысли». Таким условным названием можно обозначить последовательное воз­ буждение новых моделей при введении их в кратко­ временную память или повторную активацию их при следующем действии. «Мысли» быстры и относитель­ но легки, так как эти модели требуют небольшой энергии стимулов, достаточной для того, чтобы толь­ ко ввести их в кратковременную память (по сравне­ нию с активностью, необходимой для возбуждения мышц, преодолевающих сопротивление среды).

Какую же модель считать «мыслью»? В кратковре­ менной памяти одновременно находится много моде­ лей, даже очень много, с разной степенью активности.

Видимо, «мыслью» должна быть одна из них, самая активная. Такой будет каждая новая или вновь акти­ вированная модель, и только она одна. Но почему но­ вая 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 ха­ рактеристик 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 согла­ совать без введения дополнительных ограничений.

Мысль в каждый момент только одна — это мы зна­ ем, наблюдая себя. Впрочем, это не довод.

Рассмотрим алгоритм формирования кратковре­ менной памяти в связи с ФА. Как уже говорилось, модели в ней образуются от восприятия среды или вводятся из внешней памяти через действия по акти- Рис. 32. Схема последовательной активации моделей в кратковре­ менной памяти:

Д, Д, Д — действия;

М, М — модели.

1 2 3 1 Ч — суммарный стимул как прира­ щение чувств, активирующее модели.

Д — обобщенное действие, поступаю­ об щее с ФА высшего уровня, которое играет роль дополнительного стимула.

вации. 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 моде­ лей, предшествует сложный пересчет уровня активно­ сти всех моделей в кратковременной памяти. Выбор следующего действия с моделями, то есть поиск адре­ са новой модели, определяется всей совокупностью ак­ тивных моделей. Это легко заявить, но трудно воспро­ извести. Однако другого выхода просто не существует, если отвергнуть идею сетевого интеллекта СИ, в кото­ ром в течение каждого такта нужно пересчитывать активность всех его моделей, поскольку в нем нет раз­ деления памяти на кратковременную и длительную.

Для сокращения числа моделей, расчет активности которых нужно осуществлять в течение каждого так­ та, 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 «све­ жа». Естественно предложить удалять из памяти «отработанные» модели, те, которые уже были ис­ пользованы для выбора адреса последующих и сооб­ щения им активности. Сюда войдут прежде всего многочисленные модели внешней среды, которые вво­ дятся от рецепторов в большом количестве, автомати­ чески, без отбора. Первоначальная активность этих мо­ делей невелика, в ходе последующего анализа, точ­ нее — действия распознавания, они заменяются «свои­ ми» моделями и становятся ненужными. Для них должны предусматриваться «крутые» динамические характеристики. Если внешняя среда еще понадобит­ ся при втором «круге», ее можно воспринять заново.

То же самое и с моделями вариантов планов: как только выбран один, другие уже не нужны. Значи­ мость 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 пожела­ ния легче, чем выполнить.

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

Второй вопрос — о доминировании «главной» мо дели над всеми прочими. Уже было сказано, что «но­ вая» модель должна быть «мыслью» и для этого она должна быть активнее всех остальных. То же касается и «старой» модели, если она снова понадобится и ак­ тивируется повторно, будучи вовлеченной в действия.

В разделе об иерархии и сети из ФА было указано на множественность одновременно происходящих или готовящихся действий, призванных удовлетворить различные потребности интеллекта в изменяющейся внешней среде. Как в этом хаосе обеспечить целена­ правленные действия, чтобы раз начатый ФА доходил до конца, а не останавливался посредине, будучи прерванным конкурирующим ФА? Конечно, есть «рефлекс цели», но он работает на все ФА и не мо­ жет стать достаточно сильным механизмом, обеспечи­ вающим приоритет главному ФА. Суть этого приорите­ та состоит в том, что модели, вовлеченные в главный ФА, должны активно направлять его вперед, то есть вмешиваться в выбор адреса модели для следующего переключения и даже в выбор самого действия. Нуж­ но примирить противоположные требования: обеспе­ чить «консерватизм», то есть доведение до конца на­ чатого, и «гибкость» как способность переключиться на новое, если этого настоятельно требует внешняя среда или изменившиеся потребности. В свое время — в 1963 г.—я предложил для этой цели специальную программу.

Сознание и подсознание Система усиления-торможения — СУТ Принцип СУТ для сетевого интеллек­ та состоит в том, что каждый такт деятельности разу­ ма начинается с пересчета активности всех моделей, затем активности сравниваются и наиболее активная модель получает дополнительное усиление, а все дру­ гие — торможение. Обычно дополнительно активиру­ ется та модель в сети, которая наиболее значима, поскольку именно она главным образом получает энергию от моделей чувств-потребностей. Все другие, наоборот, снижают свою активность. Гипотезой было предусмотрено, что после краткого усиления «главной» модели связь к ней от СУТ как бы «устает», и усиле­ ние отключается. Одновременно отключается и тор­ можение всех других моделей. Начинается новый цикл: снова пересчитываются активности моделей, снова выбирается наиболее активная, к ней приклю­ чается СУТ, усиливает ее и тормозит все другие. Та­ ким образом устанавливается приоритет для самой значимой модели, которая в то же время имеет воз­ можность усилить к следующему такту связанную с ней другую модель и, следовательно, обеспечить дви­ жение активности по моделям, представляющим эта­ пы ФА. Повторное включение одной и той же модели исключается ее блокировкой на несколько тактов. Эта гипотеза была неоднократно воспроизведена в наших моделях сетевого интеллекта на ЦВМ и в модели, Рис. 33. Схема системы усиления-торможения — СУТ:

Рц, Рц — рецепторы;

М, М, М — модели образов внешней среды;

Чп — 1 2 1 2 чувства-потребности;

Д, Д, Д — модели действий;

Чм — «мышечное чув­ 1 2 ство»;

Мш, Мш — мышцы, — тело;

Эн — источник активности для СУТ;

1 Ус — усиливающая часть СУТ;

Торм — ее тормозящая часть. Жирная пунк­ тирная линия — усиление избранной для сознания модели;

тонкие пунктир­ ные линии — торможение остальных моделей;

жирные сплошные линии — особенно большая активность между моделями, предполагающая захват СУТ следующей моделью Д. Для и Д показаны условные схемы ней­ 2 1 ронных ансамблей, составляющих модели.

выполненной на физических элементах. Схема, объ­ ясняющая принцип СУТ, показана на рис. 33.

Гипотеза о сетевом разуме с СУТ позволяет дать модельную трактовку психологических понятий. Вот как они выглядят:

1. Мышление — взаимодействие моделей, направ­ ляемое чувствами и СУТ.

2. Мысль — модель, усиленная СУТ в данный мо­ мент.

3. Сознание — движение активности по значимым моделям, усиленным СУТ, отражающим важнейшие отношения в системе субъект—среда.

4. Подсознание — взаимодействие моделей, ослаб­ ленных СУТ. Оно обеспечивает подготовку моделей для сознания, распознавание заученных образов и выполнение привычных движений.

Таким образом, впервые в модельном исполнении продемонстрированы сферы сознания и подсознания.

Взаимодействие обеих сфер обеспечивает противопо­ ложные и взаимно дополняющие свойства интеллекта человека — дискретность сознания и непрерывность подсознания.

В зависимости от суммарного напряжения чувств изменяется уровень усиления и торможения со сторо­ ны СУТ и соответственно изменяется соотношение значений сознания и подсознания. Не следует думать, что гипотеза дает приоритет подсознанию, а СУТ толь­ ко регистрирует то, что достигнуто бессознательно.

В действительности после пребывания в сознании мо­ дель получает мощный толчок активности, и хотя она не может сразу вернуться в сознание, поскольку связь ее с СУТ блокирована на несколько тактов, но одна­ ко передает свою энергию другим моделям, связанным с нею, и таким образом как бы направляет дальней­ шее движение мысли. Поэтому наблюдается «связ­ ность мышления». Если бы сознание являлось лишь орудием подсознания, то переключения СУТ были бы беспорядочными и целенаправленная деятельность стала бы невозможной. Сетевой интеллект с СУТ по­ зволяет воспроизвести многие феномены мышления и поведения человека, но использование этого принципа для моделирования достаточно сложного интеллекта оказалось нереалистичным. Поэтому вернемся к алго­ ритмическому интеллекту и посмотрим, насколько в нем применима и полезна СУТ.

СУТ в алгоритмическом интеллекте В принципе АИ может обойтись и без СУТ, если установить одну линию действий, дви­ жимых одной потребностью (см. рис. 32), с использо­ ванием простых «одноэтажных» ФА при отсутствии других конкурирующих действий. При этом если сти­ мулов недостаточно, ФА обрывается на мыслительных этапах, действия не происходят, и начинается поиск нового ФА. Снова восприятие, анализ;

при обнару­ жении значимых объектов — планирование, расчеты и т. д. Интеллект может только думать и наблюдать за средой до тех пор, пока обострятся потребности и включится ФА поиска, то есть движений в среде, цель которых — обнаружение объекта, способного удовлет­ ворить данные потребности.

Другое дело — при нескольких потребностях и на личии конкурирующих ФА. В этом случае при неко­ тором исчерпании стимулов для одного ФА интеллект не может оставаться в покое и ждать, а должен свое временно переключиться на другую линию деятель­ ности, обслуживающую другую потребность. Осущест­ вить это можно, только пересчитывая активность моделей, составляющих содержание другого, парал­ лельного ФА, в процессе выполнения данного. Так возникает необходимость в подсознании, то есть па­ раллельных операциях с моделями под управляющим воздействием различных потребностей, дающих для них стимулы. Отказаться от этого — значит лишить интеллект гибкости, способности реагировать на изме­ нение обстановки.

Параллельные действия с моделями можно осуще­ ствлять в едином алгоритме, используя простое пере­ ключение с одной программы на другую. Переключе­ ние управляется определенными данными, например той же активностью моделей или потребностей. Со­ здание таких программ одинаково необходимо при наличии или отсутствии СУТ. Только одно важное ограничение обязательно: недопустимы два одновре­ менных действия с эффекторами. Коль скоро одно на­ чато, оно должно продолжаться до своего заверше­ ния, или до возникновения серьезных препятствий, или до появления очень сильной конкуренции друго­ го ФА. Для этого можно использовать «рефлекс це­ ли», ограничив его применение только одним ФА.

В этом случае мыслительные этапы нескольких ФА могут протекать одновременно, но на действие с эф­ фекторами выходит только один ФА, и если решение в нем принято, прочие ФА не развиваются дальше этапа планирования.

Второе ограничение касается настройки рецепто­ ров. Как было сказано выше, существует второй «круг» восприятия, направленный на определенную цель, на поиск нужных деталей в объекте. Естествен­ но, что если в подсознании одновременно прорабаты­ вается несколько ФА, то может появиться необходи­ мость в дополнительных исследованиях. Они должны быть ограничены обслуживанием одного, главного ФА. Определить его трудно, если все конкурирующие ФА еще находятся на мыслительных этапах. Нужен дополнительный алгоритм выбора главного ФА. После этого придется поддерживать именно этот ФА, по­ скольку для него уже проделана работа по исследова­ нию среды. Снова неизбежно усложнение. Так посте­ пенно приходим к необходимости все время, на любых этапах параллельно идущих нескольких ФА выбирать один главный и давать ему приоритет перед другими с помощью специального алгоритма. Это та же СУТ, приспособленная к алгоритмическому интеллекту.

В наших сетевых интеллектах СУТ также была представлена алгоритмически: сравнивалась актив­ ность моделей, выбиралась наиболее активная и еще более усиливалась. Подобное возможно и в АИ. В нем есть кратковременная память, в которой модели име­ ют параметр активности. Величина активности рас­ считывается по характеристике, по количеству попа­ дающей на нее энергии от других моделей и чувств.

Если это первичная модель объекта, то активность зависит от энергии, полученной при восприятии объ­ екта, и от настройки рецептора. Так можно получить исходные уровни активности всех моделей в кратко­ временной памяти к началу такта, в нашем случае — к моменту действия Д (см. рис. 29 и 32). Сравнивая активности моделей, выбираем наиболее активную, которая подлежит дополнительному усилению со сто­ роны СУТ. Она и будет следующей «мыслью». Усиле­ ние избранной модели — это дополнительная энергия от СУТ, которая суммируется с энергией, поступаю­ щей от других моделей, например от чувств. Актив­ ность модели возрастает по сравнению с исходным уровнем, имевшим место к началу такта. После того как с наступлением следующего такта СУТ отключа­ ется от этой модели, падение активности будет про­ ходить уже в соответствии с ее динамической харак­ теристикой. Иначе говоря, энергия, полученная мо­ делью от СУТ в тот период, когда она была «мыслью», продолжает давать себя знать в продолжение еще нескольких тактов. Это особенно важно для выбора других моделей. Согласно схеме, показанной на рис. 32, модель М1, побыв в сознании и получив повы­ шенную активность к началу следующего такта, от­ даст часть ее модели М2 и действию Д2. Это важно для них, так как повысит их шансы стать «мыслью».

Труднее воспроизвести торможение всех остальных моделей. По самой идее СУТ ее тормозящее воздейст­ вие можно представить в двух вариантах: или изме­ нением (уменьшением) угла наклона характеристики, или прямым вычитанием некоторой доли активности, бывшей к началу такта. Выбор наилучшего варианта возможен только в конкретных моделях интеллекта.

Думаю, что сперва следует пытаться уменьшать ак­ тивность на некоторую долю ее исходной величины, Рис. 34. Характеристика СУТ:

коэффициент усиления избранной модели со стороны СУТ является функцией «напряжения чувств» (суммы значений чувств Ч ).

подсчитанной к началу такта. Тормозящий эффект влияет и на последующие такты, поскольку уменьша­ ет шансы модели завоевать сознание и снижает влия­ ние на другие модели. Впрочем, все зависит от степе­ ни торможения.

Усиление и торможение со стороны СУТ определя­ ются ее характеристикой. Пример представлен на рис. 34. Степень усиления и торможения должна из­ меняться в зависимости от «напряжения чувств» — их некоей суммарной активности, выраженной в условных единицах. Подробности можно установить только на конкретном примере.

СУТ позволяет обеспечить приоритет начатому ФА и переключать действие на конкурирующий ФА только в том случае, когда его значимость гораздо выше первого вследствие связей с потребностями-чув­ ствами.

СУТ и сознание Обратимся снова к сознанию и под­ сознанию, чтобы попытаться выяснить их содержа­ ние в АИ. Определить сознание можно примерно так:

сознание — это ориентировка интеллекта в простран­ стве, времени, отношениях, своем состоянии и состоя­ нии окружающего мира. Понятно, что эти слова ниче­ го не объясняют без их алгоритмического обеспече­ ния. При этом возникает множество вопросов.

Какой может быть величина модели в сознании?

Проверяя на себе, обнаруживаешь, что в различных случаях объемы модели неодинаковы. Когда человек рассматривает внешний мир, то содержанием его со­ знания является картина — ее размер, четкость, де­ тальность. Человеческий глаз дает массу информа­ ции, поэтому видимая картина довольно сложна. Ее детальность зависит т напряжения рассматривания и от сфокусированности взгляда. Это может быть ши­ рокая «крупноблочная» картина, охватывающая пространственную ситуацию, то есть расположение предметов, видимых нечетко. Если же зрение сфоку­ сировано, оно дает четкую картину деталей в узком пространстве на фоне весьма расплывчатого окруже­ ния. Это примерно соответствует одному из «кадров» на рис. 17. Итак, тогда, когда СУТ приключена к ре цепторному полю, в сознании — один кадр с «бук­ вой» настройки рецептора. Последовательность рас­ сматривания дает серию кадров со своими «буквами».

В последующем эти картины переходят в память, а к рецептору приключаются новые кадры. В памяти картины быстро бледнеют, утрачивают детали и со­ всем стираются, если не усиливаются повторным рас­ сматриванием или вспоминанием. Повторное восприя­ тие запечатлевает в памяти новый кадр, но при этом устанавливаются связи между ним и предыдущим кадром, и они могут взаимно усиливать друг друга.

Однако в каждый момент в сознании может быть только один кадр.

Другие рецепторы у человека дают модели гораздо более скудные в смысле разнообразия структур. Из слышанного набора звуков в сознании умещаются только короткие фразы. Можно последовательно, стро­ ку за строкой, припомнить стих, но нельзя воспроиз­ вести сразу весь.

Таким образом, «фразы» в сознании короткие, со­ стоят из двух — четырех «слов». Однако «фразы», быв­ шие в сознании в течение предыдущего такта, имеют повышенную активность, поскольку они получили «заряд энергии» от СУТ, и хотя их активность в дан­ ный такт несколько понижается торможением от СУТ, но не настолько, чтобы уничтожить эффект предшест­ вовавшего усиления. Не исключается возможность, что некоторые «слова» могут попадать в сознание два раза подряд — вначале в конце первой «фразы», затем в начале второй. Несомненно, что между последова­ тельностью «фраз» или «слов», побывавших в созна­ нии, устанавливаются более прочные связи, чем меж­ ду малоактивными моделями в подсознании. Тут дей­ ствует принцип, в соответствии с которым связи особенно сильны между двумя моделями с высокой активностью. Так формируется «текст» — последова­ тельность моделей, бывших в сознании и касающихся одного предмета.

При осуществлении основного ФА по программе, описанной выше, все используемые в нем модели про­ ходят через сознание. Если бы не было параллельных ФА, а также их иерархии, не было бы нужды в СУТ и выделении понятия сознания.

Возможно, что в постоянную память переходят только те модели, которые побывали в сознании. Од­ нако этот вопрос еще подлежит исследованию.

Функции подсознания Значение подсознания в АИ должно быть весьма велико. Прежде всего в подсознании хра­ нятся активные модели, уже побывавшие в сознании и представляющие значение для интеллекта, для его дальнейшей деятельности. Эти модели нужно запом­ нить, в последующем они являются материалом для вспоминания и повторного исследования. К- ним отно­ сятся прежде всего «планы» различных ФА высших уровней. Они периодически вспоминаются и возбуж­ дают «тормозы» или стимулы для новых ФА, обычно низшего порядка. То же самое относится к планам «соседних» ФА, приостановленных из-за «расписания» среды, в котором удобное время для осуществления следующего этапа представится в будущем. Активны­ ми остаются модели уже выполненных этапов ФА.

Все перечисленные виды моделей периодически снова поступают в сознание, как только наступает пауза в действиях вследствие истощения стимулов, насыще­ ния потребностей или обстоятельств среды, приоста­ навливающих деятельность. Активность этих моделей поддерживается именно повторным включением СУТ, поступлением в сознание. Другим источником энергии для них могут быть чувства, если у моделей образо­ вались к ним сильные связи.

Повторные вспоминания картин внешнего мира могут сопровождаться новым анализом и даже плани­ рованием, чаще всего с «буквой» «нереально». Такие мысли постоянно встречаются у человека и должны быть у любого интеллекта.

Вторая функция подсознания — слежение за сре­ дой, телом, даже самим мышлением в интервалах между сознательными актами исследования этих объ­ ектов во время этапов ФА. Главное качество развито­ го интеллекта состоит в том, что он всегда готов от- кликнуться на значительные изменения среды или те­ ла, чем бы он ни был занят. Это — слежение для обес­ печения собственной безопасности. Кроме того, слеже­ ние является частью любого ФА, потому что оно дает материал для обратных связей, регулирующих выпол­ нение ФА.

Объем подсознательного слежения по сравнению с сознательным исследованием может значительно от­ личаться в различных интеллектах. Это определяется настройкой и активностью рецепторов, «приключен­ ных» к объектам слежения, которые вместе опреде­ ляют активность и детальность моделей, воспринима­ емых и переносимых в кратковременную память.

Объем слежения также изменяется в зависимости от степени концентрации внимания. При высокой кон­ центрации СУТ очень активна (она значительно акти­ вирует избранные модели и соответственно тормозит все остальные), и это ведет к уменьшению объема сле­ жения. В таком случае говорят о сужении внимания.

Слежение не ограничивается простым восприятием и запоминанием. В таком виде оно не может принести пользы. Для того чтобы поднять тревогу, нужно не только воспринять сигнал, но и распознать его, и оце­ нить меру его значимости. Таким образом, в подсоз­ нании должны осуществляться начальные этапы ФА —восприятие и анализ, результаты которых при­ влекут сознание, если они значительны, или останут­ ся незамеченными либо забудутся, если не имеют зна­ чения.

Распознавание и анализ в сетевом интеллекте про­ изводятся на тех же элементах, что и запоминание, автоматически. В АИ это осуществить сложнее: необ­ ходимо включить действия с моделями, описанные при изложении содержания ФА. Нужно извлекать из постоянной памяти модели-эталоны, сравнивать их с первичной моделью, снова вызывать из памяти моде­ ли для оценки. Все это можно осуществить двумя путями: или, пользуясь большим быстродействием ЦВМ, делать паузы в обработке материалов сознания, или вводить параллельные программы для обработки информации, поступающей от каждой следящей си­ стемы. Так или иначе, это возможно, хотя и намного усложняет дело. Но интеллект не может быть про­ стым.

Слежение в чистом виде не предусматривает дейст­ вий. Оно дает первичный материал для сознания.

Если обнаруживается что-то важное, то это выражает­ ся в появлении очень активной модели, захватываю­ щей СУТ, иными словами, заслуживающий внимания объект попадает в сознание. Активность моделей, по­ лученных в подсознании, черпается из тех же чувств, которые дают активность для всякого ФА. Обычно после включения сознания информация «перепроверя­ ется» заново — сильно активируются рецепторы, обра­ зуются точные модели, они анализируются с привле­ чением более точных моделей из памяти, и толь­ ко затем следуют этапы планирования, решения и действия.

Однако подсознание может осуществлять и ФА с действиями, если они не мешают «главному» ФА, к которому привлечено сознание. Как правило, это очень короткие и простые ФА, в которых участвуют хорошо отработанные модели действий, не требующие большой энергии. Примеры из нашей повседневно­ сти — ходьба, почесывание, даже надевание навязчи­ вого мотива. В таких ФА действует укороченная про­ грамма: восприятие (от слежения), распознавание, оценка (стимул), действие. Круг «автоматических» ФА ограничен как в отношении моделей распознавания, так и действий. Не исключена возможность, что мо­ дели для них постоянно находятся в кратковременной памяти, их дополнительное возбуждение невелико и легко достижимо. АИ вполне допускает воспроизве­ дение коротких ФА, несущих вспомогательную функ­ цию. В конце концов любое произвольное действие на низших уровнях реализуется через автоматические элементарные движения, не требующие затраты энер­ гии и привлечения сознания. Мы автоматически хо­ дим: повторяющиеся шаги только включаются в на­ чале движения и останавливаются в конце выбранной дистанции. При этом следящая система в подсознании осуществляет мелкую коррекцию шагов при незначи­ тельных нарушениях рельефа пути.

Наиболее постоянными моделями в подсознании являются чувства, измеряющие меру удовлетворения потребности. Эта мера определяет уровень их активно­ сти. Следящие системы существуют для каждой по­ требности — они дают «входы» на модель. Это не толь­ ко слежение за элементарными потребностями тела, как голод у живых существ или, к примеру, заряд питающих аккумуляторов у искусственного интеллек­ та. Это и слежение за мерой новизны воспринимае- мого мира, определяющей любознательность, это и слежение за повторением однообразных действий, на­ капливающих скуку. Модели чувств — генераторы энергии. Если напряжение потребности велико (голод), то чувство активируется и пробивается в сознание, периодически становясь «мыслью», однако оставаться в сознании постоянно оно не может в силу особенно­ стей СУТ. Тем не менее каждое привлечение внима­ ния (СУТ) дополнительно активирует чувство и увели­ чивает потребность. В частности, это случается вся­ кий раз, когда в процессе ФА производится оценка, по распознанной модели объекта определяется адрес потребности и к ней привлекается внимание, то есть приключается СУТ. Если интеллект ничем не занят, например действия отключены из-за «расписания» среды, наиболее острая потребность часто привлекает СУТ, чем еще больше активируется. В модельном вы­ ражении это изменение ее характеристики и соответ­ ствующее возрастание стимула. Каждый человек за­ мечал на себе подобное: когда занят — не чувствуешь голода, а если думать не о чем, то особенно хочется есть.

Повторное привлечение внимания и усиление от СУТ могут «натренировать» даже незначащую модель настолько, что она становится очень активной и про­ бивается в сознание, не будучи связанной с какими нибудь потребностями. Это явление тоже всем извест­ но: навязчивые мотивы, картинки воспоминаний. Та­ кая тренируемость моделей в естественном разуме за­ ложена в их характеристиках, и, видимо, ее нужно воспроизвести в ИИ, поскольку на этом основано важ­ нейшее качество интеллекта — самоорганизация.

Слежение за временем в буквальном смысле (за се­ кундами, минутами и т. д.) возможно только при овладении речью. В более простом варианте время присутствует всегда: оно заложено в конкретных мо­ делях — динамических картинах. Однако при запоми­ нании последовательности явлений (картин) в памяти происходит «сжатие» времени за счет действия «обоб­ щения по времени», о котором говорилось выше. Тем не менее направление времени всегда сохраняется.

Видимо, это объясняется односторонней направлен­ ностью связей между моделями, то есть простран­ ственной структурной организацией памяти, в которой воспроизводится не только статическая структура мо­ делей, но и их динамика.

«Координаты» сознания Модельное выражение словесного определения сознания, как постоянной ориентировки в пространстве, времени, отношениях, самом себе, вы­ ражается в комплексе постоянно обновляющихся ак­ тивных моделей, полученных от соответствующих следящих систем. Все эти модели связаны друг с другом, так что любое действие, любой ФА не может происходить без участия основных «координат» созна­ ния, как я называю перечисленные параметры.

(В развитом интеллекте есть еще несколько других, о них речь далее). Воспроизвести координаты созна­ ния в алгоритме не просто, но возможно. Видимо, для этого каждое действие с моделями, предусмотренное в ФА, должно пройти по всем «координатам», кото­ рые могут наложить ограничения, стать «тормозами».

Такое невозможно без связей моделей-«координат» с «тормозом». Может быть, следует сделать его универ­ сальным «нельзя», связанным с интегральными чув­ ствами Пр и НПр. В этом случае каждое действие с моделями и их выбор направляются и ограничивают­ ся различными комплексами моделей. В состав этих комплексов входят «координаты». Алгоритм проверки по ним необходимо воспроизвести, хотя возможно, что не нужно проверять по всем моделям, а достаточно выбирать только значимые (вопрос требует отдельной проработки).

Алгоритм интеллекта должен воспроизводить ту же динамику сознания, которую можно наблюдать на себе. Возможно, что для специализированных искус­ ственных интеллектов это и не лучший алгоритм, но для универсального он необходим. Наши мысли в са­ мом упрощенном варианте состоят из этапов ФА, пе­ ремежаемых воспоминаниями, отвлечений на следя­ щие системы — на чувства, на внешний мир — в те моменты, когда ФА осуществляется автоматически или возникает перерыв в действиях, связанный с «рас­ писанием» внешней среды. Все модели, побывшие в сознании, остаются в кратковременной памяти, так же как и связи между ними. С течением времени память подвергается «эрозии», незначащие модели, с низкой активностью, не возвращаются в сознание (не вспоминаются) и забываются. Значащие получают подкрепление в подсознании от чувств и захватыва ют СУТ в интервалах между этапами ФА.

В подсознании происходит колебание активности моделей, энергия переходит по связям от одних к другим, порой возникают связные процессы — неза­ конченные или даже полные ФА. Видимо, следует поделить память, как кратковременную, так и посто­ янную, на отдельные зоны, представляющие собой «рецепторные поля»,— внешний мир, тело, действия, чувства. Процессы взаимодействия моделей в подсо­ знании в первую очередь ограничиваются пределами зон, однако периодически распространяются за них.

Отразить сложную динамику сознания и подсозна­ ния алгоритмом — трудная задача. Можно только предполагать, что она выполнима, но нельзя это утверждать, пока не будут созданы хотя бы простые модели интеллекта. А ведь то, что мы рассмотрели, несравнимо с разумом современного человека. В луч­ шем случае оно соответствует уровню обезьяны или несколько больше — нашего первобытного предка.

У него уже была иерархия ФА, которой, видимо, нет у животных. Их планирование происходит автомати­ чески, охватывает ограниченные отрезки времени и диапазон действий. Я намеренно не вводил понятия социального сигнала, не выделял его из воздействий внешней среды, из ее «картины». Это, наверное, допу­ стимо у животных, на уровне первой сигнальной си­ стемы.

Можно было бы этим и ограничиться. Создание искусственного интеллекта алгоритмического типа, соответствующего уровню высших животных, уже представляет интересную задачу, поскольку при нали­ чии обширной внешней памяти такой интеллект мог бы решать много прикладных задач управления, встречающихся в технике и организации. Но моя за­ дача шире. Чтобы доказать универсальность алгорит­ ма интеллекта, нужно довести его, по крайней мере, до уровня современного человека и желательно наме­ тить пути дальнейшего совершенствования. Разумеет­ ся, надежд на воплощение алгоритма в программах будет еще меньше, но кто знает? Может быть, найдут­ ся энтузиасты, которые захотят вложить труд в ре­ шение этой задачи. Мне кажется, что она уже по си­ лам современной вычислительной технике.

Интеллект уровня человека Начнем с условий, в которых дейст вует интеллект человека. Общая его схема показа­ на на рис. 21. Интеллект замыкается на сложную внешнюю среду, состоящую из природы, техники, об­ щества и набора статических моделей — книг, чер­ тежей и т. п. Главное здесь — общество как новая сложная система, предъявляющая определенные тре­ бования к индивиду.

Одно из основных отличий системы «общество» — циркуляция информации наряду с веществом и энер­ гией. Это — модели и передача их сигналами. Интел­ лект индивида должен воспринимать сигналы, выра жающие модели, создавать по ним свои модели моделей, выдавать их вовне сигналами и быть способ ным проверить, как они превращаются в модели у дру гих индивидов. Все это охватывается понятием «речь» со всеми ее аспектами и воплощениями.

Общество, как сложная система, имеет свой разум.

Не следует пугаться этого утверждения: у общества есть органы управления и модели, по которым они функционируют. То, что часть этих моделей находит­ ся в разуме отдельных людей, не меняет дела. Алго­ ритмы управления (или модели) все равно принадле­ жат обществу как таковому, в мозг людей, причаст­ ных к управлению, они поступают вторично и за счет функционирования общества как системы. Здесь полная аналогия с отдельным человеком: его мозг функционирует не только за счет структуры из кле­ ток, но и благодаря специфике деятельности этих са­ мих клеток. В них заложены возможности памяти и переработки поступающих сигналов в «выходы».

Для деятельности в сообществе нужны специфиче­ ские критерии в интеллекте. Они имеются уже на уровне высших стадных животных. Это доказали ис­ следования этологов. Однако общество, как сложная самостоятельная система, потребовало дополнить био­ логические критерии разума, обеспечивающие эффек­ тивность совместных действий животных, более гиб­ кой надстройкой, способной отразить специфику различных типов общественных структур. Алгоритм интеллекта высокого уровня должен предусматривать такую возможность — изменение заложенных крите­ риев и даже создание новых.

Следующее требование — память. Она должна быть более длительной и большего объема. Без речи такая память не может дать существенных преиму­ ществ, но речь без нее нельзя реализовать.

Человеческое мышление по своей природе социаль­ но. Но для того чтобы проанализировать его механиз­ мы, следует сначала ввести упрощающую модель ин­ дивидуального мышления, то есть мышления в тех его чертах, которые, по преимуществу, общи для всякого интеллекта (в том числе животного), и подняться да­ лее от него до интеллекта на уровне общества.

Речь Речь зародилась в процессе услож­ нения сигналов, с помощью которых первобытный че­ ловек воздействовал на внешнюю среду в целях удов­ летворения своих потребностей. Звуковые сигналы у животных преследуют ту же цель.

Стимулы для речи — те же, что и для любого ви­ да управления. Однако уже у животных при стадном существовании появился особый стимул — потреб­ ность самовыражения, потребность отразить свои внутренние чувства, свое состояние внешними при­ знаками. По существу, это управление, поскольку проявления самовыражения воздействуют на окружа­ ющих, побуждая их к определенным поступкам.

Прежде всего задачу выражения чувств выполняют мимика и позы (они остались и у человека). Затем к мимике прибавились звуки и интонации их произ­ несения. У человека, как наиболее стадного из всех высших млекопитающих, потребность самовыражения из подсобной превратилась в самостоятельную. Она и теперь является важнейшим стимулом речи. В част­ ности, этому служит эмоциональная окраска произно­ симых фраз. Человеческая речь усовершенствовалась благодаря двум факторам — большой памяти и хорошо развитому речевому аппарату. Память позволяет за­ поминать долгую последовательность звуков, а мыш­ цы гортани — произносить их. Уже животные обозна­ чают звуками не только свои чувства, но и приказы к действию и информацию о некоторых важных объек­ тах и даже их состоянии. Просто у них мал набор сиг­ налов и беден словарь.

Звуковая речь («говорение») — это мышечное дей­ ствие, такое же, как любое другое. Произнесение фраз — функциональные акты, доведенные до дейст­ вий. Законы ФА распространяются на речь. Здесь есть все его этапы. Планирование, выраженное в трех «фразах»: само движение языка и гортани, предви­ димый эффект и собственные чувства. Есть обратная связь — слух и дистантные органы чувств, направлен­ ные на объект и призванные уловить, как подействуют слова. Проще всего в этом плане контролировать воз­ действие слов-приказов: «Возьми! Принеси! Брось!» Понимание чужой речи также осуществляется по общим правилам ФА. Это восприятие и запоминание чужих слов — первичная модель;

это анализ, то есть распознавание, прогнозирование, оценка. Слово, обо­ значающее предмет, можно уподобить естественному признаку последнего, который не представляет модель объекта во всей его сложности, но, будучи абсолютно характерным для него, оказывается достаточным для распознавания объекта в целом. Например, животное на расстоянии узнает врага по некоторым коротким, но очень характерным звукам. Чем же от них отли­ чаются слова — набор последовательности звуков, обозначающих предмет?

Образное и речевое мышление. В алгоритме интел­ лекта приходится выделять образное и речевое мыш­ ление. Главное, несомненно, образное. Оно выражает­ ся в структурах моделей, отражающих структуры объектов и их изменения во времени. Зрительные образы — чисто структурные;

звуковые образы — это волны, которые превращаются в структуры. Развитый интеллект содержит очень большой набор структур в своих моделях. Этот набор отражает не только раз­ нообразие внешнего мира, но и способ образования мо­ делей интеллектом (например, для одного и того же объекта может быть много моделей с разной степенью обобщенности). В основе деятельности интеллекта ле­ жит именно взаимодействие моделей-образов, моделей, отражающих в своем большинстве действительные структуры внешнего мира. Движения представлены тоже моделями, отражающими последовательность возбуждения (активации) мышц, иными словами, это тоже отражение естественной структуры организма.

Образное мышление, то есть взаимодействие моде­ лей внешнего мира, выражает все сложности управ­ ления объектами со стороны интеллекта. Говоря проще, взаимодействие моделей-образов составляет основу грамматики и синтаксиса речи, которые мы привыкли относить к только ей присущим качествам.

Речь лишь обозначает, маркирует основные образы.

Правда, тем самым действия с моделями становятся более целесообразными и эффективными.

Обратимся к грамматике — грамматике образов, а не речи.

Предмет, имя существительное как часть речи в образе выражается материальным объектом — прост­ ранственной структурой, отграниченной от остального мира. Наиболее обобщенная модель материального тела — это и есть существительное, отвечающее на вопрос «кто-что?». Действия — это модели, отражаю­ щие движение, изменения. Несомненно, есть обобщен­ ная модель динамики как противоположности стати­ ки, неподвижности. Это глагол.

Качества — это прилагательные;

их очень много, и они выделяются из первых двух классов моделей — предметов и действий. Часть качеств определяется по виду энергии, излучаемой объектами, другие выра­ жаются в особенностях структуры или ее изменении.

Все однородные модели сравнимы по параметрам, ко­ торые им присущи и которые могут быть представле­ ны в частных моделях. Так возникают степени сравне­ ния по качествам, сопоставление размеров или скоро­ стей. Есть и алгоритм счета — как последовательность движений.

Думаю, что имеется модель, соответствующая ме­ стоимению,— как обобщение предмета или живого существа, которое выступает в повторяющихся моде лях-«фразах», касающихся одного объекта.

Наречия, как абстрагированное качество отноше­ ний, тоже можно представить в модельном выраже­ нии. Труднее представить понятия, вытекающие из качеств или действий: «скорость», «высота», «цвет», не говоря уже о таких сложностях, как, например, «относительность» или «неопределенность». Формиро­ вание этих понятий стало возможным уже благодаря речи.

Есть образное выражение в чувствах и для модаль­ ных глаголов — ощущения «могу», «хочу», «дол­ жен».

Вероятность, как мера совпадения сравниваемых моделей, учитывается при всех действиях с моделями.

Отсюда: «может быть», «возможно».

Вспомогательные глаголы «быть» и «иметь» име­ ют чувственное выражение, иными словами, их моде­ ли в разуме существуют и без речи.

Спряжение глаголов связано с понятиями времени и ощущениями действия, с отношениями того и дру­ гого. Уже говорилось, что настоящее время совпадает с моментом, когда активированы рецепторы, которые воспринимают действия. Отсюда все формы сущест­ вующего в английском языке продолженного времени Continuous. Например, «I am writing» и эквивалент в русском языке «Я сейчас пишу». Обобщенное время дает нам неопределенное понятие настоящего, буду­ щего, прошедшего. Перфектные формы означают за­ конченное действие («Я уже сделал»). Для нас это означает, что функциональный акт завершен и это получило выражение в чувствах.

Очень интересно выражение действительного и страдательного залогов. Пусть мы произносим фразу:

«Злая собака укусила кошку». Можно акцентировать любое из этих слов, и их чувственное выражение из­ менится. Любое слово может стать ключевым в этой фразе — и не только в словесной, но и в образной.

Эти акценты мы ставим, наблюдая данную сцену.

Применительно к глаголу акцент выражается в зало­ ге: действительный залог относит глагол к собаке, страдательный — к кошке. К сожалению, бедность языка не позволяет выделить в качестве «ключевого» слова ни сказуемое, ни определение. Можно, конечно, сказать «Злая-презлая собака...», этим мы выделим при помощи ключевого слова качество злости собаки.

Или еще: «Собака укусила-таки кошку»—здесь вы­ делено сказуемое. В образном мышлении такие ак­ центы определены активностью главного «слова» во «фразе» последовательности действий.

Склонения имен существительных и обслуживаю­ щие их предлоги — все это имеет образное выраже­ ние. Грамматические формы языка не требуют новых образных понятий, они только регистрируют сигнала­ ми речевых слов то, что врожденно задано в образах, без чего деятельность интеллекта была бы невозмож­ на. Жалость к укушенной кошке и негодование про­ тив собаки заложены в чувствах, которые освещают зрительный образ, а речь лишь регистрирует это более или менее выразительно.

Интересно в этом плане проследить образное выра­ жение грамматического понятия «наклонения». В анг­ лийском и русском языках выделяют три наклоне­ ния: изъявительное, повелительное и сослагатель­ ное.

Повелительное наклонение выражает требование, приказ и в устной речи всегда подтверждается инто­ нацией. Это прямое отражение управляющих воздей­ ствий интеллекта, направляемое сильными стимула­ ми. Изъявительное наклонение скорее является отра­ жением потребности самовыражения, без акцента на управление, и касается реальных фактов. Сослага­ тельное наклонение отражает отношение к реально­ сти. Я уже останавливался на этом важнейшем поня­ тии, выступающем как качество любого события, дей­ ствия, которое существенно влияет на стимулы ФА.

Реальность — это одна из важнейших «координат» сознания.

Типы предложений тоже появились из образного мышления. Они известны — утверждение, отрицание, вопрос. Утверждение — положительный результат распознавания, отрицание — наоборот, а вопрос — это неизвестное, требующее исследования. Он может относиться к любой части фразы и формируется как результат анализа образа, в процессе которого произ­ водятся распознавание массы качеств, прогнозирова­ ние, вспоминание.

Всеми этими рассуждениями о грамматике я хотел показать, что существуют врожденные формы дейст­ вий с моделями-образами, заложенные в структу­ ре мозга, и что речь не придумана человеком произ­ вольно, она лишь зафиксировала эти врожденные программы средствами внешнего выражения. Сами эти средства, в виде слов и их изменений, действительно, придуманы, и для них нет эквивалентов в природе.

Наличие врожденных механизмов действий с моделя­ ми-образами доказывается одинаковостью ряда поня­ тий, которые выражаются во всех языках, хотя и раз­ ными словесными формами. Такие понятия, как времена, пространственные и временные отношения, реальность, выделение ключевого слова во фразе, есть во всех языках. Только поэтому возможны переводы.

Как говорилось, главное мышление — образное, а не речевое. Образные картины гораздо богаче словес­ ных, в них неизмеримо больше разнообразия, то есть информации. Если представить себе количество мо­ делей-образов в коре, которые одновременно «живут», проявляют активность, то разве можно сравнить их с количеством слов? Передача образов словами кажет­ ся медленной, неповоротливой и невыразительной.

Человек мыслит преимущественно образами, а внут­ ренняя речь, которую мы зачастую отождествляем с мыслями, только комментирует образное мышление.

Для этого достаточно понаблюдать за собой: как мы вспоминаем вчерашний день, как планируем дей­ ствия, как чувствуем, и всюду — преимущественно об­ разы.

Получается так, что назначение речи в мышлении служебное. Однако это ни в коей мере не умаляет ее значения. Генезис общества был связан с развитием труда и общения, включая речевую деятельность. Каж­ дый человек обязан речи своим индивидуальным раз­ витием.

Значение речи можно свести к тому, что она слу­ жит средством общения, обучения, хранения, переда­ чи и распространения информации. Речь позволяет экономно выражать сложные образы, хотя и с потерей информации. В сущности, речь моделирует образы, а всякое моделирование является необходимым сред­ ством управления сложностью. Почти необъятное мо­ ре моделей-образов заменяется ограниченными моде­ лями речи и знаков, тем самым появляется возмож­ ность выявить некоторые структуры, которые тонут в обилии образов. Наконец, речь является единственным средством обозначения, маркировки обобщенных мо­ делей и их передачи. Понятия «существо», «вещь», «предмет», являясь обобщенными образными моделя­ ми, немыслимы без речи.

Наилучшим ли образом выполняет речь функции моделирования образов? Думаю, что нет. В этом от­ ношении гораздо более эффективны графики и их математическое выражение — формулы. Не случайно именно они стали всеобщим языком точных наук.

Речь придумана для общения как расширение набора элементарных звуковых сигналов, которыми обмени­ ваются животные, усовершенствования довели ее до границ науки, но не сделали ее однозначной для по­ нимания.

Все это связано с семантикой, иначе говоря, с соот­ ветствием моделей-образов моделям-слов. Общеизвест­ ны трудности перевода с одного языка на другой и неудачи кибернетиков в этой области. Буквальный перевод часто не отражает истинного значения текста на исходном языке. В чем причина? В множественно­ сти значений одного слова и в множественности слов синонимов, отражающих один образ. Слова приобре­ тают разный смысл в разных контекстах. Иначе го­ воря, «действующей единицей» является не слово, а фраза или по крайней мере ее часть. Более того, даже фраза, вырванная из текста, может не только изме­ нить свой смысл, но и утратить его.

Прежде всего трудности объясняются тем обстоя­ тельством, что первичным является образное мышле­ ние и речь не в состоянии отразить все его богатство.

Но не только этим. Есть специфика самого образного мышления, которое тоже нельзя свести к простой формуле «модель — объект». Как было показано ра­ нее, предмет воспринимается в виде целой серии кад­ ров-моделей разной обобщенности и детальности, объединенных друг с другом «горизонтальными» свя­ зями в некий комплекс.

Механизмы сознания и подсознания еще более усложняют проблему выражения мыслей словами. На рис. 35 показано, как формируются переключения мо­ делей через СУТ. Видно, что хотя сама «мысль» пред­ ставляет собой короткую «фразу», в действительности это только вершина айсберга. Модели — «координаты» сознания активны и, не входя непосредственно во «фразу» сознания («мысль»), а пребывая в подсозна­ нии, влияют на выбор действия и следующей модели М2. На осуществлении такого выбора сказываются различные факторы в подсознательной сфере, в кото­ рых суммировано прошлое и настоящее: одни воздей­ ствуют на стимулы, активируя определенные потреб Рис. 35. Схема переключения СУТ (переключения сознания):

М — последняя модель, находившаяся в сознании;

М — следующая модель 1 для захвата СУТ — сознания. Ее высокий уровень активности предопределен получением активности от модели М и от суммы чувств Ч, которые в свою очередь возбуждены от моделей — «координат» сознания (время, про­ странство, отношения и пр.) ', '', '''. «Конкурирующая» модель М' К К К имеет более низкую активность и остается в подсознании.

ности, другие — на «тормозы», возбуждая противо­ положные потребности. Происходит сложный пере­ счет активностей, в результате которого модель М получает перевес и именно ее выбирает СУТ в качест­ ве следующей «мысли». Отсюда берет начало новое направление действий с моделями. Речь не может по­ спевать за такими сложными отношениями и отра­ жает лишь следствие их, скользит по поверхности («Мысль изреченная есть ложь»).

Понимание речи. Алгоритм понимания речи сво­ дится к первым двум этапам ФА — восприятию и ана­ лизу. Восприятие — это кодирование рецепторами слу­ ха звуковых колебаний воздуха в последовательность сигналов рецепторных клеток, воспринимающих раз­ ные частоты. Так получается первичная модель услы­ шанной фразы (см. рис. 14) в серии кадров, состоящих из «слов» с «буквами» интонаций и ударений. Ана­ лиз начинается с переписывания услышанной фразы своими словами и с перестановки акцентов. Это дей­ ствие разворачивается как распознавание — на пер­ вый план выделяются слова, хорошо знакомые, с чет­ кой собственной семантикой, а слова чужие, малопо­ нятные, либо совсем опускаются, либо заменяются Рис. 36. Взаимоотношение моделей образов и моделей речи. Моде­ лям образов объекта, чувств и действий соответствуют модели словесных эквивалентов. Между ними имеются прямые и обрат­ ные связи, так что они могут взаимно активировать друг друга.

сходными по значению (как кажется) своими слова­ ми. Одновременно формируется следующая строка моделей — главная;

это модели-образы, вызываемые из внешней памяти по семантическому «словарю со­ ответствия» между словами речи и образами. Здесь в полной мере проявляется субъективность: у каждого человека свои ассоциации слов и образов и своя иерархия соответствий одного слова нескольким обра­ зам. В результате образуется «фраза» из моделей-об­ разов, как если бы она создавалась при прямом вос­ приятии объектов среды, но, разумеется, бледнее. Па­ раллельно с переписыванием производится оценка «слов» и целой «фразы» в виде возбуждения (актива­ ции) чувств, с которыми имеют прочные связи распо­ знанные слова и образы.

Схема алгоритма понимания речи как отражения слов образами показана на рис. 36. Она относится к утвердительному предложению, которое просто пере­ дает информацию.

Для того чтобы слышать говорящего, не нужно много стимулов — слух работает как следящая систе­ ма и автоматически передает в слуховой анализатор звуки, в том числе и речь. Однако для понимания ре­ чи необходимо не просто слушать, а слышать то, что сказано. Для этого уже нужно подключение СУТ, со­ знания. Она периодически переключается с рецептора на «материал речи», на модель фразы, зафиксирован ной в кратковременной памяти, с тем чтобы анализи­ ровать ее путем типичных действий с моделями.

Именно это требует усилий и является утомительным.

«Простота речи» выражается в легкости извлечения из постоянной памяти моделей-эталонов для распо­ знавания, прогнозирования и оценки услышанного.

Напротив, при восприятии незнакомого материала для понимания требуются усилия, то есть значительные стимулы, чтобы извлекать из памяти редко используе­ мые модели, которые далеко не точно соответствуют слышимому. Все это утомляет, и слушатель теряет нить изложения, его сознание отключается от анали­ за слышимого и приключается к чему-то другому.

Стимулы для слушания и понимания те же, что и для любой другой деятельности: от потребностей, включая и любознательность.

Понимание речи очень субъективно и искажено, иными словами, воспринятая фраза в разной степени соответствует образам и чувствам человека, произно­ сившего ее. Это объясняется рядом причин (см. рис.

36). Словарь синонимов, по которому чужая фраза переписывается своими словами, ограничен и неточен.

На подбор слов влияет исходное состояние чувств, ко­ торые «подсказывают» для переписки слова, наиболее значимые в данный момент. Еще более субъективен словарь соответствия слов образам. Так, исходные чувства влияют на исходную структуру фразы. К со­ жалению, это положение трудно реализовать в алго­ ритме, поскольку пришлось бы постоянно переписы­ вать «букву значимости» и «адреса чувств» для всех моделей постоянной памяти. Однако постоянные свя­ зи слов с чувствами, характеризующие данный интел­ лект и отличающие его от других, закладываются в постоянную память и проявляются при понимании речи. Вторая причина — субъективность оценки «фра­ зы» образа после того, как он уже воссоздан. Это зависит от характеристик чувств и их исходного со­ стояния.

Речь, как самовыражение, формирует новую по­ требность — «говорить правду». Ложь не может дать удовлетворения этой потребности — выразить свои чувства действием, то есть произнесением слов. «Чув­ ство правды» является проявлением такой потребно­ сти. Правда — это совпадение истинной «фразы» об­ разов, воспринятых рецепторами, и вторичной «фра­ зы» образов, полученной при переписывании «слов речи» образами. Совпадение («правда») приятно, не­ совпадение («ложь») неприятно. В связи с этими чув­ ствами стоят слова «Да» и «Нет». Первое регистриру­ ет совпадение двух предложенных для сравнения образных фраз, второе — их различие. В различиях может быть и количественная мера — по общим прин­ ципам вероятностного сравнения — «возможно» вме­ сто «да» или «нет».

Доверие — это тоже одно из чувств, появившееся вместе с речью. Хотя оно и связано с чувствами сим­ патии и любви, которые имеют биологические корни, но его нельзя оторвать от речи. Мы доверяем инфор­ мации, услышанной от авторитета, который, во-пер­ вых, знает предмет, а во-вторых, всегда говорит прав­ ду. Таким образом, реальность слышанного опреде­ ляется не только материалом речи, но и источни­ ком ее.

Понимание вопросительной фразы имеет свои осо­ бенности, которые стоят в связи с действиями, вы­ званными речью. Как уже говорилось, услышанная речь — это такое же внешнее воздействие, как и фи­ зические факторы среды, только переданное в виде модели. Воспринятая и понятая словесная фраза вы­ зывает определенные чувства, они могут быть стиму­ лами к действию, а характер действия зависит от об­ разного содержания понятой фразы. Утвердительное предложение может и не затрагивать чувств, вызы­ вающих ответные действия, вопросительное же всегда направлено на ответ. Будет ответ или нет — зависит от силы стимулов, и не только заключенных в вопро­ се, но и в отношении к вопрошающему. Вопрос вклю­ чает поиск в памяти, а произнесение ответа планиру­ ется и выполняется как любой двигательный акт. Он может быть заторможен и остаться только во внут­ ренней речи.

Устная вопросительная фраза, кроме вопроситель­ ного местоимения, имеет еще интонацию, которая до­ полнительно выделяет ключевое слово, указывающее направление поиска и формирования ответа. Разберем самый простой пример. Скажем, меня спрашивают:

«Где ты был вечером?». Любое из этих слов может быть выделено как ключевое. При переписывании воп­ роса своими словами оно становится на первое место и от него строится поиск. Задача простая: нужно об­ разно представить вопрос сначала в обобщенном виде:

«где» — это пространство, «вечером» — время, «ты» — чувство себя. Производится перебор содержащихся в памяти образных моделей пространства и себя в по­ рядке убывания степени обобщенности во времени:

сначала — прошлое, затем — «вечером» (подразуме­ вается «вчера»). В зависимости от акцентирования, от ключевого слова в вопросе, которое подкрепляется чувствами к спрашивающему, избирается направление поиска в памяти, то есть происходит активирование соответствующих моделей. Если акцентируется слово «ты», то это предполагает отделение модели себя от моделей других людей. Если ударение на слове «вече­ ром», то усиливаются модели времени с целью их уточнения;

если же выделено слово «где», осуществ­ ляется переход от обобщенной модели пространства к более детальной. Повторяю: стимулом поиска в памя­ ти, обеспечивающим затраты энергии на это действие с моделями, являются чувства, которые вызывает спрашивающий. Так или иначе, в результате вспоми­ нания — активации в кратковременной памяти или извлечения из внешней памяти — строятся «фразы» из моделей-образов, начиная с ответа на ключевое слово: «Я был вечером там-то», «Вечером я был там то», «Там-то я был вечером».

Понимание отрицательных предложений базирует­ ся на тех же принципах: по словам речи выстраива­ ются «фразы» из моделей-образов, и отрицание воспри­ нимается как отсутствие соответствующего образа.

Здесь тоже возможно акцентирование различных чле­ нов предложения, и от этого зависит порядок «слов моделей» во «фразе» образов.

Понимание требований, приказов, просьб, советов состоит в том, что соответствующее предложение пе­ реписывается в виде «фразы», фиксирующей требуе­ мый результат. Задача воспринимающего приказ со­ стоит в том, чтобы «написать» две другие недостаю­ щие «фразы» плана: «фразу» порядка действий и «фразу» усилий, которые при этом понадобятся, а также установить конечную «плату» за выполнение приказа. Поскольку в понимание речи входит и ее оценка, то производится сопоставление стимула, исхо­ дящего от приказывающего, с «тормозом», который заключает в себе выполнение приказа. Одновременно прорабатывается противоположный план, и даже не один: выполнять ли вообще приказ либо выполнить его не так, как предписано. Это служит материалом для действия.

Особо следует остановиться на чтении и понимании письменной речи. Здесь нет принципиального отличия от устной речи, только канал связи другой — зрение — и сам источник сведений — книга — лишен тех ка­ честв, которые у собеседника представляют множе­ ство стимулов для восприятия речи. Текст лишен так­ же дополнительной информации в виде интонации и мимики говорящего, дающих те самые акценты, о ко­ торых шла речь выше. Правда, их можно заменить особым порядком слов в предложении, знаками препи­ нания, шрифтовым выделением и, наконец, рисунка­ ми, но это всегда беднее живой речи и зрительного восприятия говорящего. На первых порах учебы ребе­ нок читает вслух и так приучается «слышать текст».

У некоторых это остается на всю жизнь, однако при беглом чтении в память вводятся только короткие звуковые эквиваленты слов. Во всем остальном пони­ мание письменной речи не отличается от устной. Так же параллельно с чужими словами выстраиваются свои, знакомые, так же за ними следуют модели обра­ зов, вызванные из постоянной памяти по «словарю» коротких «фраз». В конце «фразы» подытоживаются чувства.

Запоминание речи. Запоминание услышанной речи происходит по общим принципам памяти на воспри­ нятые внешние воздействия. В кратковременной памя­ ти некоторое время сохраняются все услышанные слова. Наряду с ними сохраняются и «фразы», пере­ писанные своими словами и образами. Именно они определяют неодинаковую значимость услышанных слов, а следовательно, их различную активность в памяти. Как правило, наиболее активны ключевые слова — подлежащие, затем, по убывающей, прочие члены предложения. То же касается и активности последовательности «фраз» в тексте — мысли можно подразделить на основные и поясняющие их. По мере забывания происходит процесс обобщения моделей услышанного, распознанного и оцененного: важное остается, неважное обобщается и заменяется соответ­ ствующими моделями. Быстрее всего забывается сама услышанная фраза — от нее остаются лишь некото­ рые яркие слова. Дольше сохраняется «фраза» смыс­ ла — в виде своих ключевых слов и соответствующих им моделей-образов. В конце концов в памяти остает­ ся главный смысл услышанного в виде образа и об­ стоятельств, при которых этот смысл был воспри нят,— время, место и источник речи. «Буква реаль­ ности» при таких моделях определяется доверием к говорившему.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.