Funkčné systémy mozgu

- ľudská myseľ ako softwarový systém -

Daniel Marko, Siemens Program And System EngeneeringOktóber 2006

Obsah prednášky• Otázky kognitívnej vedy• Kognitívny proces• Princípy percepcie• Primárna analýza dát• Cerebrálna inštrukčná sada• Inštinkty a SW• Kognitívny systém človeka• Projekty kognitívnej vedy vo svete• Špeciálne stavy vedomia• Možné cesty ďalšieho výskumu

Otázky kognitívnej vedy• Poznávacie procesy• Neurónové siete• Umelá inteligencia• Umelý život• Expertné systémy

- avšak aj otázky:• Ako sú uložené spomienky v

mozgu?• Môže software cítiť??• Je podstatný HW?• Je možné vytvoriť virtuálnu

bytosť???• Čo ak sa to podarí????....

...Kognitívna veda je vysoko inter-disciplinárny výskum v oblasti psychológie, neurovedy, linguistiky, filozofie, počítačovej vedy a AI,

anthropológie a biológie... (Wikipedia)

„Symbolická“ schéma kognitívneho procesu - SW

Princípy percepcie

Sub-symbolický prístup – je „HW podstatný“?

Analýza tvarov

?

Analýza tvarov

Primárna analýza - interpretácia

„Programovací jazyk mysle“

Schéma konštantných základných hodnôt „Inštrukčnej sady"Výstupné hodnoty z PDA

analyzátorov:• Zraku• Sluchu• Čuchu• Chute• Povrchových receptorov• Vnútorných receptorov

Príklady:• "hnedý", • "chrumkavý„• "vôňa pečeného chleba„• "chuť chleba„• "horúce„• "nedostatok cukru v krvi"

Výstupné hodnotyinštinktov

Príklady:• "slasť„• "hlad„• "pád„• "láska„• "jedlo"

+

SOAR Agent„Identifikátory a konštantny“„Stavy a nad-stavy“

http://sitemaker.umich.edu/soar

„Zmysel vecí“Skúste si zapamätať nasledovné výrazy:

1. "axcmasg h64sfg4 5fgcvfyfsd g546e„2. "equalizér pomaranč slimák zemiak sedem„3. "Plač„4. "Dnes bol krásny deň.„5. "Mám ťa rád.„

Čo je to „emocionálny náboj"??

Inštinkty

Schéma inštinktívnej reakcie

ReceptoryReceptory

Svet

Inštinkt Uloženieasociácie

Reakcia

Primárnaanalýza

Asociácie

„ON“

Stav, pozornosť

„Nežiadúci pocit“

Receptory

CYC Knowledge Base• PrincípyPrincípy

Vrchná úroveň Vrchná úroveň Čas a Dátumy Čas a Dátumy Typy predpovedíTypy predpovedíPriestorové vzťahyPriestorové vzťahyMnožstvá Množstvá MatemetikaMatemetikaKontext Kontext Skupiny Skupiny

• ČinnostiČinnostiTransformácieTransformácieZmny stavuZmny stavuPrenos vlastníctva Prenos vlastníctva PohybPohyb

• Časti objektovČasti objektovZloženie látok Zloženie látok

• Činitele Činitele OrganizácieOrganizácieÚčastníciÚčastníciRoleRoleProfesieProfesiePocityPocityVzájomné postoje Vzájomné postoje SociálneSociálne

• BiológiaBiológiaChémiaChémiaFyziológia Fyziológia Všeobecná medicínaVšeobecná medicínaMateriályMateriályVlny Vlny

• ZariadeniaZariadeniaKonštrukcie Konštrukcie FinancieFinancieJedloJedloOblečenieOblečeniePočasiePočasieGeografiaGeografiaDopravaDoprava

• InformácieInformácieVnímanie Vnímanie Dohody Dohody

• Linguistické termínyLinguistické termínyDokumentáciaDokumentácia

Pamäťová stopa v mozgu• Rozklad slova "Cicavec" na identifikátory inštrukčnej sady:

• ÚroveňCicavec> Zviera40+Cucať20+"Z"20+Matka20+Mlieko15+Mier15+Láska15+Mláďa25Zviera> Zoskupenie [zvieracích kontúry]20+[zvieracie tvary]20+[zvieracie pohyby]5+[zvieracie povrchy]40+[zvieracie správanie]5Cucať > [Fyzický pocit na tele]5+[Tekutina]5+[Zvuk cucania]40"Z" > [Definícia pohybu od]40Matka > [Matka]40Mlieko > [Tekutina]15+[Biela]40+[Jedlo]10+[Chuť mlieka]10+[hladký povrch]30Mier > svet15+ľudia30+[láska]15Láska > žena30+mier40Mláďa > [malé zvieral]40+psíča20

Inštinkty – dynamika osobnosti

• Primárne iba inštinkty rozhodujú:– čo je „zlé“ a „dobré“

• čo je „významné“– čo si budeme pamätať

(Systém „podvedomia“)

• Výchova – dodatočné vzorce správania– prevzaté bez hodnotenia od vzoru, rodiča

(Systém „super-ego“/svedomie/morálka)

„Baby Program“ • Bakteriálny parazit „Nanoarchaeum

Equitans“:– 522 génov = 40kB informácií (Apollo

navigačný systém)

• Ľudský genóm, "The Make-Human Program":– 35.000 génov /3mld. báz ACTG

=750 MB (kapacita CD disku)

Ľudská DNA má menej inštrukcií ako bežná inštalácia Windows!!

„Baby Program“

Rozdiel medzi ľudským genómom a genómom šimpanza je len

5%

Δ 30 MB

„Baby Program“

Inštinkt novorodenca: • Okolnosti (poskytnuté primárnym analyzátorom -

elementárny identifikátor CIS):1. "Nedostatok cukru v krvi - stredná hodnota„2. Identifikácia (generovaná inštinktom – elementárny identifikátor

CISCIS) "Stredný hlad„3. Reakcia (vyvolaná inštinktom)"Plač„4. nasledované ďalšími okolnosťami vytvárajú asociáciu:

• Okolnosti (poskytnuté všetkými identifikátormi CIS: okolnosťami, identifikáciou, reakciou)– "Keď som hladné a plačem...„– Nová podmienka komplexu - matka kŕmi dieťa– "... prichádza jedlo a odstránenie nežiadúceho hladu.„– Užitočný kontext - skúsenosť "Ako zahnať hlad"

ACT-R

http://act-r.psy.cmu.edu/about/

Špeciálne stavy vedomia• Imaginácia a kreativita• Snenie• Lucidné snenie• Hypnóza• Tranz• Meditácia• Osvietenie• Duchovná kríza• Psychotropné látky

ReceptoryReceptory

SvetSvet

Inštinkt Uloženieasociácie

Reakcia

Primárnaanalýza

Asociácie

„ON“

Stav systému

„Nežiadúci pocit“

ReceptoryReceptoryReceptory

SvetSvet

Inštinkt Uloženieasociácie

Reakcia

Primárnaanalýza

Asociácie

„ON“

Stav systému

„Nežiadúci pocit“

Receptory

Parametre a konštanty???

Poznanie systémov osobnosti - možné aplikácie

• Definícia pamäťových stôp v mozgu• Simulácie a poznanie duševných pochodov• Poznanie dynamiky správania (motivácie a

príčiny zločinov)• Možnosti korekcie defektných stavov osobnosti• Simulácie nepoznaných stavov mysle (extrémne

IQ, operačné rozhodnutia, kapacita pamäte)• Poznanie mentálnych pochodov u zvierat

Problém: Konektivita na „ľudský HW“

Filozofia a duchovná úroveň - zodpovednosť aj vo vede

• Máme „právo“ vytvoriť umelú bytosť?– Máme právo ju následne „zrušiť“?– Bude mať „AI“ práva ako človek?

• Čo ak sa podarí simulovať umelú bytosť?– Čo sa zmení na svete?

• Čo ak budú múdrejší, rýchleší,...lepší?– Prežijeme ako domáce zvieratká?

• Je ľudstvo a veda zrelá na takýto krok?– Čo môžeme čakať v najbližších desaťročiach?

Ďakujem za pozornosť!

daniel.marko@siemens.com