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Presentado en el Registro de la Propiedad Intelectual de Segovia el 20 de Junio del 2013 con referencia SG-47-2013 P P r r o o y y e e c c t t o o G G E E R R D D O O Sistema de Modelización e Implementación de Procesos Intelectuales basado en la Abstracción Radial Aferente Autor: Carlos María Bustos Lozano Junio 2013

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Presentado en el Registro de la Propiedad Intelectual de Segovia el 20 de Junio del 2013 con referencia SG-47-2013

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Sistema de Modelización e Implementación de Procesos

Intelectuales basado en la Abstracción Radial Aferente

Autor: Carlos María Bustos Lozano

Junio 2013

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Carlos Mª Bustos Lozano GERDO: Modelización de I.A

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GERDO

Gerdo es un sistema de modelación e implementación de procesos intelectuales basado en

la abstracción radial aferente.

Autor

Carlos Mª Bustos Lozano. Ingeniero Técnico Industrial Electrónico-Eléctrico. Analista y

Desarrollador de Sistemas Software y Hardware.

Resumen

Gerdo es un proyecto para la modelización e implementación de procesos intelectuales genéricos, o

más técnicamente, de procesos de información sensoriales reactivos.

En éste documento, se establecen una serie de principios empíricos que permiten establecer bases

para el posterior análisis, diseño e implantación real de estos procesos sobre computadoras, siendo

la solución propuesta trazable, configurable y replicable. Esto es, se propone una modelo de

ingeniería de procesos intelectuales basado en un la interacción de canales de de información

aferente abstraída.

El actual estado de la tecnología hardware y software no puede aspirar a replicar sistemas de IA

reales al modo que la naturaleza ha fabricado a través de millones de años con la simple

acumulación de innumerables elementos que en algún momento demostraron su efectividad por el

hecho de representar una determinada ventaja evolutiva. Estos sistemas naturales, debido al hecho

de tener arquitecturas de ilimitada acumulación, y de eterna “auto-depuración” de ser “copiados” tal

cual, impedirían en el actual estado de la tecnología su estudio detallado, esto es, una trazabilidad

razonable que lo convirtiese en modelo de ingeniería.

Intentaremos deducir la base empírica por la que se rigen los procesos intelectuales, buscando la

esencia más simple y evidente del cómo y porqué la naturaleza ha conseguido construir cerebros

que alcanzan nuestras actuales capacidades. Una vez establecidos estos principios, Gerdo

establece una arquitectura tecnológica (software en un primer momento) que sustenta una solución

real y posible dentro de las posibilidades técnicas actuales.

Este estudio está dividido en dos partes:

Establecimiento de los principios empíricos en los que se basan los procesos intelectuales.

Establecimiento de la arquitectura SW / HW de un sistema para la modelización, estudio e

implementación de IA.

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Índice General

1. GERDO. Principios básicos de los procesos intelectuales ...................................................... 5

1.1 Inteligencia natural y otras inteligencias. Acumulación y Abstracción ....................................... 8

1.2 Los canales de aferencia radial. ............................................................................................... 10

1.2.1 La recombinación ............................................................................................................... 12

1.2.2 Memoria de comportamiento del canal aferente ............................................................... 14

1.2.3 Memoria del canal aferente ............................................................................................... 14

1.2.4 La realimentación ............................................................................................................... 17

1.2.5 Interacción entre canales aferentes ................................................................................... 18

1.2.5.1 Recombinación radial lateral de canales aferentes .................................................... 19

1.2.5.2 Recombinación total de canales aferentes ................................................................. 19

1.2.5.3 Bifurcaciones de canales aferentes ............................................................................ 20

1.2.5.4 Muestreo / Recolección en los canales aferentes ....................................................... 20

1.3 Los canales de eferencia radial ................................................................................................ 21

1.4 Los canales de simulación motora / Final de las aferencias .................................................... 23

1.5 Conclusiones sobre el modelo propuesto ................................................................................ 25

2. GERDO: Análisis, diseño e implementación ............................................................................. 26

2.1 El estado de la tecnología. Limitaciones y soluciones. ........................................................... 28

2.2 Los elementos básicos de Gerdo ............................................................................................. 31

2.3 El Ideograma ............................................................................................................................ 32

2.4 Puentes entre Ideogramas ....................................................................................................... 34

2.5 Burbujas de Ideogramas ........................................................................................................... 35

2.6 Orbitales de Burbujas ............................................................................................................... 36

2.7 El modelo de acceso a memoria .............................................................................................. 37

2.8 Los Conectores de Información Aferente ................................................................................. 38

2.8.1 Conector Lateral ................................................................................................................. 38

2.8.2 Conector Total .................................................................................................................... 38

2.8.3 Conector Bifurcación .......................................................................................................... 39

2.8.4 Conector de Muestreo........................................................................................................ 39

2.9 Información de Entrada y Salida. Interfases ............................................................................. 40

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2.9.1 Interfases Aferentes (IA) .................................................................................................... 40

2.9.2 Información de Salida. Interfases Eferentes (IE) ............................................................... 41

2.10 El Consciente y el Subconsciente .......................................................................................... 43

2.11 BAA (Bloque de Abstracción Aferente) .................................................................................. 46

2.12 El modelado de Gerdo ............................................................................................................ 48

2.12.1 Estructuras básicas de datos ........................................................................................... 49

2.12.1.1 Las Unidades ............................................................................................................. 50

2.12.1.2 El Sistema de coordenadas en la sección ortogonal de canal aferente ................... 51

2.12.2 Gestión de Bloques .......................................................................................................... 52

2.12.2.1 Bloque de Abstracción Aferente (BAA) ..................................................................... 52

2.12.2.2 Interfaces Aferentes (IA) ........................................................................................... 54

2.12.2.3 Interfaces Eferentes (IE) ........................................................................................... 54

2.12.2.4 Conectores ................................................................................................................ 55

2.12.2.4.1 Conector Total .................................................................................................... 55

2.12.2.4.2 Conector de Recombinación Lateral .................................................................. 55

2.12.2.4.3 Conector de Bifurcación ..................................................................................... 55

2.12.2.4.4 Conector de Muestreo ........................................................................................ 55

2.12.2.5 Módulos Bloques Estructurales ................................................................................. 56

2.12.2.5.1 Modulo IO ........................................................................................................... 56

2.12.2.5.2 Módulo Recombinador / Muestreador (M-RLM) ................................................. 56

2.12.2.5.3 Módulo de Recombinación Lateral x 6 (M-RLx6) ............................................... 57

2.12.2.5.4 Módulo Reverberante (M-REV1) ....................................................................... 57

2.12.2.5.5 Módulo Reverberante a varios niveles (M-REVx) .............................................. 57

2.12.2.5.6 Otros Módulos posibles ...................................................................................... 58

2.12.3 Configuración de elementos y Módulos ........................................................................... 59

2.13 Integración .............................................................................................................................. 60

3. Final ............................................................................................................................................. 61

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1. GERDO. Principios básicos de los procesos intelectuales

Definiremos procesos intelectuales básicos a aquellos procesos lógicos que teniendo como origen la

información procedente de sensores que captan aspectos de la realidad producen reacciones

motoras (reales o virtuales) derivadas de la integración de estos con información almacenada de

anteriores reacciones.

Para inferir los principios en los que se debe plantear un sistema que permita el desarrollo de

procesos intelectuales, utilizaremos varias vías de observación y reflexión:

Observaciones y reflexiones de cómo

surgen y se desarrollan los sistemas

nerviosos a lo largo de la evolución.

Observaciones y reflexiones sobre las

funcionalidades que desarrollan los

sistemas neuronales.

La evolución de las estructuras neuronales

ADN como sistema que almacenamiento de comportamientos de replicación celular,

junto al entorno siempre hostil que elimina al organismo no adaptado, generan un

vector evolutivo basado en el éxito de la adaptación y en la acumulación de

comportamientos exitosos, que podríamos denominar como el “embudo evolutivo”.

Una de las mayores ventajas evolutivas se obtuvo de la

capacidad motora. Cualquier organismo que controlase

el movimiento, ya evitando la propia depredación, ya favoreciendo la depredación ajena en beneficio

propio, tendería a la perpetuación.

En algún momento de la evolución, se conectaron estímulo y acción.

Una célula primitiva fue capaz de detectar luz, un olor, una vibración…

algo que excitó a esa célula, y esta reaccionó generando algún tipo de

proto-neurotransmisor, pura química, que alcanzó a sus células colindantes que a su vez

reaccionaron retransmitiendo la información o generando movimiento en la dirección o medida

adecuada. El organismo podía dirigirse hacia el alimento, la luz,..., aprendió a huir de señales

sospechosas: vibraciones, sustancias disueltas en el agua…

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Platynereis dumerilii. En la foto se aprecian los dos “ojos” cada uno de ellos

compuesto por dos células.

Platynereis puede sentir la dirección de la luz y guiar su movimiento hacia ella. La

clave es el nervio que conecta los ojos directamente con las células responsables

de la capacidad de nadar.

Platynereis no pueden formar imágenes, pero le permiten al animal sentir la dirección de la luz.

Trilobites. En la foto se ven los ojos compuestos de este fósil del

Cámbrico que desapareció hace 250 millones de años en la

extinción Pérmico-Triásico.

Trilobites maximizaba su ángulo de visión, lo que le dio una gran

ventaja evolutiva. Estos ojos eran uno de los sensores de un

sistema nervioso que le permitió vertiginosos movimientos, localizar presas y vigilar a sus depredadores.

Las “señales” que confluían en los organismos empezaron a acumularse, a relacionarse, a cruzarse

“a mapearse”, para dirigir el efecto en la dirección adecuada: señales de luz, de sonido, de

detección química (olor/sabor) de presión, etc. las células y los canales por los que se dirigían a su

“actuador” comenzaron a interrelacionarse.

Estos canales de información de estímulo a respuesta (en dirección aferente hacia eferente) se

concentraron promoviendo la especialización de las células receptoras y siempre aferiendo de forma

radial perfectamente organizada. La evolución hizo que el orden radial de la información

(aferencia radial), mapeara la respuesta. La interrelación ordenadamente mapeada, facilitaba las

respuestas. Está claro que la probabilidad de que las respuestas fuesen ordenadas, dependía de

que la información aferente lo fuese. En muchos casos, un estímulo debía “accionar” aferencias en

el lado opuesto del organismo, y la naturaleza cruzo los canales aferentes. Los que no lo hicieron,

son historia.

Como el espacio por el que circulaba la información aferente hacia su eferencia era limitado, estos

canales se fueron combinando con la necesaria coordinación para que evolutivamente hubiese

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alguna posibilidad. Y parece lógico, que donde más aferencias se acumulaban (en la dirección

“adelante”) se produjo el gran embotellamiento (el encéfalo), de donde partieron las eferencias,

siempre perfectamente ordenadas hacia su lugar de uso.

Aferencias ordenadas radialmente según la realidad observada, produjeron efectos aferentes

igualmente ordenados.

Este proceso de éxito, tenía un mayor recorrido. Desde la primera conexión entre acción y reacción

y debido a las previsibles imperfecciones de los canales neuronales, la memoria tomo un papel

tan importante como el de la reacción directa a los estímulos. La memoria que se localizaba y

localiza, a través y a lo largo de todos los canales neuronales, pasó de ser un mero accidente a un

elemento de gran ventaja evolutiva.

Otro efecto indirecto de los defectos de los caminos neuronales fue la realimentación básica de la

información. Muchos de los canales nerviosos que conocemos realizan realimentaciones, esto es, la

“reinyección” de información hacia atrás. Los caminos neuronales realizan procesos de

estabilización de la información (servosistemas de información), con lo que información sensora

elaborada, frena, acelera o adapta según necesidad a la información que en parte la produce.

Podríamos decir, que estos procesos, hacen consciente de sí mismo al camino neuronal, a la vez

que lo estabilizan (la información se hace más útil y estable).

Otra cuestión base en la aproximación a los principios de la inteligencia, está en si los cerebros

nacen pre-programados o es la experiencia el que los programa. ¿Es originalmente el cerebro una

“tabla rasa”?. Si partimos de un principio de máxima simplicidad (aún en su complejidad), podemos

afirmar que la replicación basada en ADN tan sólo es capaz de proporcionar una vía de creación y

posicionamiento celular. Lo que pasa a partir de ese posicionamiento, se basa en la probabilidad de

actuación posicional de cada célula en su entorno. Con esta premisa se cubren las teorías

supuestas antagónicas de la “tabla rasa” y la de “manual heredado”: las neuronas realizan su

sinapsis en función de que haya estímulos a los que responder, lo que avala la “tabla rasa”, pero a

la vez la posición en la que ADN coloca las neuronas, orienta la probabilidad de que se produzcan

dichas sinapsis, esto es, hacia el “manual heredado”.

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1.1 Inteligencia natural y otras inteligencias. Acumulación y

Abstracción

Los procesos intelectuales suceden en los cerebros de animales debido a una inmensa

acumulación ordenada de neuronas interconectadas. También parece evidente el afirmar que

estructuras adecuadas, basadas en otros soportes, incluso no biológicos, podrían ser capaces de

generar procesos intelectuales. El problema es encontrar esas “estructuras adecuadas”.

Pero ¿cómo llegar a generar procesos intelectuales, aislarlos, medirlos, replicarlos o incluso

potenciarlos? Creo que hay una habilidad que la evolución nos ha dado a los humanos, que ella

misma parece desconocer: la capacidad de abstracción.

En filosofía, abstracción se define como el acto mental en el que conceptualmente se aísla un

objeto o propiedad de su propio objeto. En psicología se define como el proceso que implica reducir

los componentes fundamentales de la información de un fenómeno para conservar sus rasgos

más relevantes.

En nuestro caso la “reducción a conceptos fundamentales” ha de ir parejo a la interdependencia

entre dichos “elementos fundamentales reducidos”. Los procesos intelectuales necesariamente han

de basarse en la interrelación de toda información disponible en un momento dado (respuesta en

tiempo real).

¿Qué atajos nos permite la abstracción frente a la acumulación ordenada sin límite?

Como se explica más adelante, los

procesos neuronales son

extremadamente repetitivos y

homogéneos. En los canales

neuronales tan sólo varía la

información que los atraviesa,

siempre son tratados de la misma

forma. Si planteamos una

equivalencia técnica ¿Porqué

emplear hardware o software

diferente en cada parte de un

cerebro artificial, si la forma de

tratamiento de cualquier información es la misma? Esto podría significar que un único buen

algoritmo podría ser el motor de un cerebro artificial.

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En la figura se muestran algunas diferencias entre los planteamientos “acumulativos” y “abstraídos”.

Por ejemplo, sabemos que la naturaleza no empaqueta la información para trasladarla desde un

sensor hasta el procesador (nervio óptico, olfativo, auditivo, etc.) simplemente traslada de forma

escrupulosamente ordenada desde cada elemento sensor * (un cono o bastón del ojo, una célula

ciliar del oído…) sobre su aferencia. La médula espinal traslada cada “cable individual” hasta su

punto singular de uso (eferencia). No hay empaquetamiento de información, no hay reutilización de

recursos como en nuestros sistemas operativos y redes de comunicación.

(*) En ocasiones existe cierta recombinación en los elementos sensores, aunque conceptualmente podemos afirmar que

cada célula sensora usa su “cable” para hacer llegar la información al cerebro.

Por decirlo de una forma

simple: en lo que los seres

vivos usan innumerables

aferencias entre los sentidos y

el cerebro, un sistema

abstraído usaría una sola línea

física, e indexaría cuantas

necesite líneas lógicas. En lo

que la médula espinal conduce

cantidades ingentes de

eferencias, un sistema abstraído “conmutaría” las señales sobre un solo cable.

Un sistema natural es difícilmente reparable, pero un sistema bien abstraído, sería reparable por

concepto.

Por ahora, no hemos conseguido trazar el comportamiento del cerebro, salvo de forma muy grosera

a través de experimentos de estímulo y respuesta, tomografías, etc. Un sistema abstraído, podría

estar dotado de origen con lo necesario para su estudio dinámico (trazabilidad).

Un sistema abstraído debería estar dotado con lo necesario para permitir la “congelabilidad” de la

información.

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1.2 Los canales de aferencia radial.

En un sistema reactivo, como es nuestro cerebro, la información fluye desde los sentidos hacia el

cerebro (aferencias). Allí se interrelaciona con “todo” (otros sentidos, recuerdos, etc.), generando

nuevos “recuerdos”. De la lectura de diferentes áreas de información elaboradas, se generan

señales eferentes hacia los “puntos motores”. Esto podría ser un resumen de lo que sucede en un

cerebro. Sobre este esquema, los canales aferentes pasan a ser el principal protagonista.

Los canales aferentes son los encargados de portar la información sensora (de los sentidos) y

generar algo más útil que un simple mapa de lo leído.

La dirección aferente → eferente de la

información, para ser útil, debe tener

una determinada capacidad de

autorregulación. En los animales esto

se produce por la interacción de los

diferentes canales neuronales

aferentes, unos regulan a otros hasta

generar comportamientos de éxito. Los

sistemas basados en actuaciones

directas, aún con cierta regulación en el propio canal generan el SPACCP (síndrome del pez que se

aplasta contra el cristal de la pecera: casos 1, 2 y 3 de la figura)

Se puede abstraer, que un canal

aferente parte de un sensor, portando

su información de forma

ordenadamente paralela en sentido

aferente y radial en la sección.

Esta radialidad de la información

parece constatarse cuando se

observa uno de los sentidos más complejos: la vista.

La disposición de los sensores en la retina (conos y

bastones) se organiza de forma radial cuyo centro es la

mácula, dónde además, la densidad de detectores es

mayor que en la periferia. Las terminaciones nerviosas

de los receptores se prolongan al nervio óptico, dónde se

mantiene la misma organización posicional radial. El

nervio porta la información hasta el Quiasma óptico

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donde se cruza parte de la información que es útil para cada lado del cerebro, siempre de forma

radial, de ahí a los cuerpos geniculados laterales y de ahí mediante las radiaciones ópticas a la

corteza. Siempre la información afiere ordenadamente, se cruza estratégicamente o se priorizan

determinadas zonas. En cualquier otro sentido observamos realidades parecidas, cada uno con su

especificidad, pero siempre con los mismos comportamientos.

El “lío” que ha montado la naturaleza con tanto canal, cruce, estrategia, etc. es considerable. ¿Qué

hace el cerebro con la información aferente de sensor ? Para intentar entenderlo usaremos nuestra

capacidad de abstracción: El ADN coloca una neurona detrás de otra en el sentido adecuado y con

un posicionamiento y composición heredados. Según comienza a fluir la información desde los

sensores, hacia el canal, este empieza a generar sinapsis, esto es comportamientos elementales

dentro del canal. Las sinapsis se resuelven en función de la información aferente y de la posición

relativa entre las terminaciones nerviosas, de axón a dendrita. Aquí podríamos hablar de

probabilidad sináptica posicional de la información aferente.

Imaginemos el canal. Innumerables neuronas orientadas, con innumerables ramas de axones que

pueden unirse a innumerables ramas dendríticas en función de la información que porten y en

función de la posición relativa entre ellas.

La “inyección” de información en los canales aferentes no funciona como es los sensores

electrónicos que hemos fabricado hasta el momento. Un sensor electrónico “fotografía” la realidad

periódicamente de todo el área sensible, así en un CCD (sensor de imágenes de cámaras) se

barren periódicamente líneas y columnas de una matriz cuadrada, en los sensores de sonido se

barre periódicamente la señal, haya o no sonido que recoger, en los sensores de gases

exactamente igual…. Un sensor biológico sólo funcionará cuando haya algo que le cambie el

estado. Una neurona receptora siempre genera una señal hacia su axón si detecta un cambio de

estado: un cambio de luz, un cambio de color, vibraciones, un cambio de presión, un cambio de

temperatura, etc. Cuando un sensor neuronal detecta el cambio para el que está preparado, emite

su señal siempre de forma asíncrona. Una ausencia de señal no significa nada, pero sí la señal ( el

“ahora”). En los sensores electrónicos tan válida es la señal como su ausencia (“1” y “0”). Los

sensores electrónicos y sus interfaces dibujan mapas de “1s” y “0s” que fotografían la realidad cada

periodo tiempo. Los sensores neuronales dibujan mapas de la realidad cuando algo sucede. La “no”

información no existe. Los mapeos de información no son estáticos, son “chorros” de “ahora sí” cuyo

distanciamiento temporal también mide la realidad. Como veremos a continuación, a este

distanciamiento temporal le llamaremos distancia de aferencia.

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1.2.1 La recombinación

Los sensores biológicos inyectan la información en canales aferentes de forma ordenada, hay que

“facilitar de entrada” el mapeo interno de la realidad para que el cerebro disponga de mapas

espaciales coherentes de la misma.

La realidad sensora, en principio es transportada de forma unitaria, radialmente ordenada,

aferentemente ordenada (paralelismo del transporte) hasta que en algún punto cada señal de una

neurona sensora encuentra posibilidades de combinar la información con más neuronas, de hacer

sinapsis con otras, abrirse, ramificarse, combinarse…

Necesariamente la información aferente se va recombinando de forma posicional, radial en la

sección y paralela en la aferencia. Esto significa algo bien simple: que la información en un

determinado punto del canal se va enriqueciendo/dopando con la información que la rodea. Cuando

la información haya recorrido una determinada distancia de aferencia (L), la información de cada

punto de la aferencia no será la del sensor original correspondiente, sino la de éste con respecto a

su entorno. Esto va a formar parte de lo que llamaremos abstracción radial de la información.

Podemos generar un modelo simple y válido, en el que

cada línea sensora aferente, está rodeada de otras

iguales. Esto significa que cada línea estaría

geométricamente rodeada de otras 6, cada una de

estas 6 por otras 6 y así sucesivamente.

Esta geometria de relacciones sucede a lo largo de todo el

canal de aferencia, enriqueciendo la información a cada

paso.

Definiremos la Longitud o Profundidad de Aferencia L,

como la distancia de aferencia en la que todas las

aferencias individuales se relacionan con sus 6 aferencias

individuales vecinas (y con lo memorizado, como veremos

más adelante).

El canal de aferencia medirá lo necesario para que al final de éste, o en el punto donde parte de su

información vaya a ser usada, toda la información posible haya sido recombinada, esto es, que cada

punto en la sección final, contenga información del resto de la aferencia en la medida adecuada de

su posición.

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En resumen, cada canal individual aferente,

influye y es influido por los canales individuales

que le rodean. Es elemental también plantear que

la influencia entre canales individuales es

inversamente proporcional a la distancia que les

separa.

Cualquier información (Oin) que atraviesa una

zona aferente de sinapsis ( XL>) genera una

nueva informacion enriquecida (Oout). A estos

grupos de información aferida le llamaremos

BURBUJAS.

Una burbuja de información, va creciendo por las aportaciones que se va encontrando en la

aferencia. Para que la recombinación de la información sea posible, han de existir caminos

(sinapsis) previamente creados. Sabemos que las neuronas tienden ha hacer sinapsis en función de

cómo son exitadas. Como el destino (en cuanto a concepto “macro”) que poco o nada tiene de

aleatorio, la tendencia de generación de sinapsis tampoco. Esta está directamente relacionada con

la informacion que alimenta los

canales aferentes. Las sinapsis

serán las que formen la

información aferente a lo largo del

tiempo y por supuesto, gracias al

posicionamiento celular que el

ADN hubiese provisto.

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1.2.2 Memoria de comportamiento del canal aferente

La simple disposición de las sinapsis en la aferencia justifica una determinada forma de reaccionar

de esta a la información que la atraviesa. A esta forma de reaccionar de la aferencia la llamaremos

memoria de comportamiento del canal. Esta “memoria” sería una primera responsable del cómo se

abstrae la información cuando atraviesa el canal.

Podríamos decir que al depender de la posición relativa entre conectables, esta memoria sería la

responsable de la herencia de cierto tipo de comportamientos.

Ya hemos clasificado un primer tipo de

memoria, pero, no parece que este sea el

soporte de una memoria que ha de ser mucho

más “virtual”, (trasladable a niveles superiores,

interpretable por zonas profundas de la mente,

relacionable con otras informaciones

complejas de otros canales…) a la vez que

mucho más potente, capaz de guardar todo tipo de recuerdos a todos los niveles.

Imaginemos la memoria como burbujas de jabón que circulan por tuberías cada vez más anchas.

Cuando esta memoria se crea en los tubos más finos (aferencias más cercanas a los sentidos)

contienen informaciones memorizadas simples. Según fluye el líquido jabonoso, las burbujas son

empujadas por nuevas burbujas, se mezclan con otras afines que encuentran y se enriquecen, se

combinan, viajan a zonas más internas cada vez portando y relacionando más información que

capturan y relacionan según fluyen…

1.2.3 Memoria del canal aferente

Cuando empecé a pensar en Gerdo, una de los mayores problemas fue dar sentido a “la memoria”

de los seres vivos. Por deformación profesional buscaba la semejanza con las computadoras:

estructuras de chips de memoria bien diferenciadas con funcionamiento bien diferenciado, usadas

por los elementos procesadores para depositar sus resultados, provisionales o más o menos

definitivos. También estaban las ideas de memoria a corto y a largo plazo que repiten los

neurólogos. Pero no le encontraba el más mínimo sentido porque todas estas explicaciones,

conceptos o formas de ver lo que es la memoria, requería de fuertes dosis de abstracción, y la

naturaleza no sabe abstraer, sólo suma, mezcla o mata.

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El concepto y el funcionamiento de la memoria debería ser extremadamente simple, haber estado

presente desde los primeros seres que dispusieron de neuronas. La memoria y el procesamiento no

deberían ser cosas diferentes. Algo extremadamente sencillo debería estar detrás para que la

naturaleza lo elevase a tal grado de sofisticación (que no de abstracción).

Leyendo un artículo sobre las columnas del córtex cerebral que al parecer, son las responsables de

nuestra posición en la pirámide trófica, pensé en cuál habría sido el motivo de tal prolifereación de

estructuras tan regulares y singulares. La hipertrofia de nuestro cerebro se había dado porque nos

daba ventaja. “Un error de la naturaleza hecho virtud”. Un error que debería haber estado presente

en la primera estructura neuronal y ahora está en todas.

Planteemos una hipótesis sobre el soporte de la

memoria y cómo opera.

El soporte: Los defectos en los caminos neuronales.

Hilos que se deshilachan, neuronas que no están en

línea, alguna que otra de más o de menos, pequeñas

diferencias en formas o tamaños, diferencias de formas

en dendritas o axones, imperfecciones, una se alarga

más, otra menos….

Cómo opera: Pensemos en un camino neuronal aferente que no se encuentre radicalmente en

línea con la aferencia (que no

sea perfecta en su alineación).

Éste genera un “rodeo”, donde

existen sinapsis que tratan la

información que le entra

“ortodóxamente alineada” la

enriquece/dopa y la reinyecta

al canal aferente.

Esto es, cualquier defecto

puede ser tratado como un

nuevo canal aferente que

acaba vertiendo información

abstraída en el propio canal.

La dibujaremos como un “deshilachamiento del canal

aferente”. En una longitud de aferencia, la información

va a recoger información memorizada en el

deshilachamiento: un “minicanal” de aferencia cuya

memoria de canal va a condicionar las “burbujas” de

información que lo atraviesa.

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En las imágenes de microscopio de redes neuronales, se ve regularidad en estructuras, pero nada

de perfección. La memoria es ingente en los canales aferentes. La información se “procesa” por

recombinación de la información aferente con lo memorizado, ya en memoria de canal, ya en la

memoria de defecto.

En la imagen he representado la memoria ”por defectos” como un pequeño canal aferente ( de ida y

vuelta) en el que entra información aferente bin, atraviesa la excitación ( la ½ del camino aferente) y

se refleja hacie el canal de aferencia principal ( la otra ½) enriqueciéndose en el camino por

recombinación con lo memorizado y generando bout que se reinyecta al canal aferente como si

procediese del sensor de la aferencia principal. Como se puede ver las diferentes bin / bout de todos

los canales de defecto, junto con la información abstraída por la memoria del canal generan Bout.

Recordaremos que la información de una burbuja “B” está en función de:

La distancia de aferencia

El angulo y distancia de observación radial en la sección (posición polar)

El diámetro del del canal o del sector del canal en observación

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1.2.4 La realimentación

Los ingenieros estamos acostumbrados a crear sistemas que de una u otra forma se auto-

controlan. Todo sistema natural o artificial con una función repetitiva o predecible, internamente

establece algún modo de “servo-control”. Éste siempre se realiza en base a elementos de

realimentación: la información de salida es función de la información “de entrada” y en alguna

proporción, la información de entrada es función de la información de salida: Motores

servocontrolados, tiradores de triples, frenos, direcciones de vehículos, camaleones cazando

moscas, amplificadores de radio y sonido, corazones que se aceleran con el miedo, moduladores y

demoduladores de señal, reguladores de encendido de luces, iris que se ajustan a la oscuridad,

cohetes, satélites girando en torno a la tierra, umbrales auditivos ajustados al ambiente, etc. Todos

estos sistemas contienen servocontroles y en todos ellos se muestrea la señal de salida para

modificar de algún modo la señal de entrada (“excitación”) y así conseguir el comportamiento

deseado (“función de transferencia”).

Esta necesidad de usar realimentaciones en “todo lo que se mueve” (virtual y realmente), lleva a

reflexionar si la información que circula por los canales neuronales en algún caso es realimentada

para alcanzar algún tipo de estabilidad. No hablo de una realimentación entre grupos funcionaes o

entre diferentes aferencias y eferencias, hablo de que de forma elemental cualquier señal que deba

operar relacionalmente con otras (laterales) ha de ser de alguna manera, estabilizada.

Conocemos casos de interaciones neuronales que no son puramente aferentes, como la de las

agrupaciones celulares del córtex, donde junto con neuronas piramidales claramente “direccionadas

hacia adelante” existen otras cuya función es la de realimentar a la propia “excitación”, produciendo

efectos inhibidordes de la señal que atravisa el canal o el caso de ciertas neuronas piramidales del

cerebelo (células de Purkinge) que de la misma manera regula la información que las atraviesa con

una realimentación inhibidora posterior.

En el primer caso, las realimentaciones corticales, parece que la

realimentación se basa en la propia señal que afiere, en el segundo,

la realimentación se produce con la propia señal generada por el

canal, combinada por otras señales “paralelas”. Quizá este segundo

caso se pueda englobar en un tipo de realimentación funcional, esto

es, de interacciones cuyo fin es la combinación de

comportamientos, pero en el 1er caso, parece tratarse de una

realimentación pura de señal en función de estados anteriores de

sinapsis. Éste es el caso que nos interesa a la hora de plantear la realimentación masiva a lo largo

de los canales aferentes.

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Creo que el caso de las columnas del córtex es útil para deducir otros comportamientos generales

producidos en las aferencias. En las columnas, de alguna manera, se han plasmado de foma más o

menos evidente la “operativa” de cualquier aferencia.

Prescindir de este principio de realimentación continua y aferente, me parecería como mínimo

temerario a la hora de proponer los principios funcionales que GERDO debe cumplir, por lo que

apuesto por su importancia en la generación de procesos intelectuales.

Al igual que las gigantescas posibilidades de recombinación de la información que reciben nuestras

neuronas con las infinitas “unidades” de memoria que hemos ido fabricando en nuestra vida, genera

la “ilusión del libre albedrío” ¿sería posible que la continua enorme y masiva realimentación

neuronal, coronada por la realimentación externa (nos vemos, nos oímos a través de nuestros

sensores) generase la “realidad de la consciencia”. ¿Por qué no?. De existir estas realimentaciones

harían conscientes de sí mismos a los propios canales aferentes.

1.2.5 Interacción entre canales aferentes

Una vez la información procedente de los sentidos afiere, se recombina y se enriquece con lo

previamente memorizado, la información tendrá la “suficiente calidad” para ser usada por canales de

nivel superior.

Estos canales comienzan cuando se combinan dos o más canales. Existe dos tipos de “mezcla” de

canales para generar una nueva aferencia:

- Canales con recombinación parcial o “radial lateral”.

- Canales de recombinación total.

Podemos también hacer otra distinción en función de “otros usos”:

- Bifurcación de canales.

- Muestreo de canales.

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1.2.5.1 Recombinación radial lateral de canales aferentes

La información procedente de los diferentes sentidos, reales o virtuales (procedentes de otros

canales aferentes) necesita “integrarse” de algún modo para que funcionen correctamente las

diferentes interacciones de autocontrol.

Las aferencias acaban de uno u otro modo compartiendo caminos “hacia adelante” (nunca se

cruzarían aferencias opuestas, no tendría el más mínimo sentido). Al compartir caminos, es

razonable pensar que se establecerá una cierta comunicación entre esas aferencias próximas. Y de

esto el responsable es el ADN. Él sabe dónde colocar las neuronas.

Esta recombinación cobra más

sentido por el hecho de que al

realizarse la comunicación por

zonas radialmente próximas en la

aferencia, se respetaría la

orientación espacial, permitiendo

la “reacción motora” basada en

“detección direccional” . Mismas

señales captadas por diferentes sensores se mezclarían por los lados correctos.

La recombinación de señales procedentes de diferentes sensores sólo podrá tener sentido si toda la

información que se combina “habla el mismo lenguaje”. No hay codificación que valga, no hay

empaquetamiento, no hay compresión, la naturaleza no sabe de eso. Relaciona información

proceda de dónde proceda. La codificación de las burbujas de información es la “codificación

natural”, tal cual sucede, tal cual se organiza la información. Variaciones de señal en función del

tiempo, o en el caso que planteamos, en función de la longitud de aferencia (en los sistemas

aferentes el tiempo en el que fluctúan la información es equivalente a longitud de aferencia). La

información que fluye por los canales neuronales son ondas de señal que se dibujan de forma radial

en las secciones de canal que atraviesan.

1.2.5.2 Recombinación total de canales aferentes

Esta posibilidad de recombinación de información tiene sentido para cuando los canales aferentes

finalizan su camino y ya no tienen sentido aisladamente, osea, que ya han recombinado toda la

información posible. Recombinarla más llevaría a “oscilaciones indeseadas”. La longitud de un canal

aferente es la necesaria para que todas sus aferencias individuales queden relacionadas /

recombinadas.

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Llamaremos canales aferentes

virtuales a aquellos que no

nazcan de un sentido/sensor

real. Estos canales tratarán la

información de igual manera

que si fuese un sentido. Al final

son señales individuales que

serán recombinadas a lo largo

del canal, con sus aferencias individuales vecinas y con lo memorizado en los defectos del nuevo

canal virtual. Siempre el mismo proceso pero cada vez con más información.

1.2.5.3 Bifurcaciones de canales aferentes

Según han ido evolucionando los

cerebros de algunas especies, han

ido adquiriendo mayores

capacidades de procesamiento. Lo

que antes se usaban para activar las

eferencias y “mover” al individuo

directa y rápidamente, ahora también

puede ser usado para integrar esa información en procesos de nivel superior. Es el caso del nervio

óptico humano, que mantiene su acción directa sobre el tálamo y además proyecta las señales

visuales al córtex cerebral para usar la información visual en procesos “de mayor nivel”. A esta

funcionalidad de ramificación de las aferencias, la llamaremos “bifurcación”.

1.2.5.4 Muestreo / Recolección en los canales aferentes

Este modelo de relación entre canales

aferentes, puede ser válido para la

“recogida” de información que acabará

siendo destinada a la eferencia (al

movimiento), o a la coordinación a

modo de señal de realimentación

sobre otras zonas. Este tipo de

interacción la consideraremos prácticamente unidireccional.

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1.3 Los canales de eferencia radial

En un sistema reactivo, como es un cerebro, la información fluye desde los sentidos hacia el

cerebro. Allí se interrelaciona con “todo” (otros sentidos, recuerdos, etc.), generando nuevos

recuerdos. De la lectura de diferentes áreas de información elaboradas, se generan señales

eferentes hacia los “puntos motores”.

Las acciones motoras están mapeadas de forma espacial, por lo

que el traslado de la información ha de estar ordenada

espacialmente: las eferencias deben respetar esta composición

espacial materializándose en una “radialidad posicional”.

Realidades espaciales percibidas generan reacciones

espaciales acordes.

Los canales eferentes

llegan radialmente

agrupados y se

separan ordenadamente hacia su punto de actuación

(unidad neuronal motora). Aunque una “neurona motora”

puede enervar muchas fibras musculares (se excitarían al

unísono) cuanto más fino queramos el movimiento, el

número de fibras por unidad motora tendrá que acercarse a 1:1.

Las eferencias necesariamente recolectan información de las aferencias de forma ordenada y radial

fuertemente “lateralizada” (ya implica una dirección espacial de acción). El origen de las señales ha

de ser una combinación compleja de distintas aferencias que han de promover movimientos. Unas

aferencias apoyan el movimiento, otras los inhiben. Podríamos decir que una señal eferente es la

suma de todas las señales aferentes que de un modo u otro le interesan.

La “recolección eferente” implica una

estructura de distribución de señales bastante

compleja. En el cerebelo, que es la parte del

encéfalo que en mayor medida realiza esta

función, quedan expuestos los orígenes de las

eferencias, tomando señal de multitud de

aferencias. Su estructura se asemeja a hileras

de árboles llenos de ramas y hojas

(aferencias) atravesados por cables

(eferencias) que toman muestras de cada hoja de cada árbol.

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El equivalente en nuestro sistema sería una serie de

canales aferentes que interesan a una determinada

eferencia, muestreados en zonas lateralizadas y

combinándose en una sola eferencia, o en un canal

eferente (conteniendo n elementos eferentes)

Un elemento a tener en cuenta a la hora de plantear

eferencias es el concepto de acción – reacción, o el

cruce “espacial” de lado entre lo sentido y el movimiento que produce. Sabemos que los

movimientos del lado derecho del cuerpo se gestan en el hemisferio izquierdo del cerebro y

viceversa. Puede que el sentido evolutivo de esta realidad sea la de mantener un vector de

acercamiento al alimento o algo parecido. Si nuestros ancestros hubiesen activado los flagelos que

les impulsaban del mismo lado del lado que lo que veían, seguramente habrían muerto de hambre.

Es posible que el cruce de sentidos y efectos, iniciado por necesidad, sea una de las bases de la

inteligencia, pero será muy difícil de demostrar hasta no tener modelos funcionales que lo

corroboren. Lo que sí es cierto es que en sistemas neuronales complejos, el aprendizaje puede

suplir los efectos del cruce.

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1.4 Los canales de simulación motora / Final de las aferencias

Los cerebros de los animales más avanzados disponen de un córtex cerebral muy desarrollado

dónde se realizan las funciones intelectuales llamadas “superiores” (hablar, abstraer, empalizar, reír,

planificar…), esto es, la generación de movimientos muy complejos, reales o imaginarios, con gran

carga de aprendizaje e interrelación.

En los humanos, el córtex cerebral representa el 80% del cerebro. La estructura del córtex se basa

en ingentes cantidades de columnitas de neuronas de estructura más o menos repetitiva que

reciben información de zonas con mucha aferencia y sirven información para excitar eferencias,

aparte de compartir información entre ellas de forma posicional. El córtex es como una gran “manta”

hecha de columnitas de estructuras de neuronas de entre 1,5 y 4 mm de altura, que por no tener

espacio para expandirse, se “arruga” sobre sí misma.

Según autores, la información aferente que llega a estas columnas “reverbera” una y otra vez en

cada columna sirviendo información a canales eferentes y a otras columnas laterales.

Pero ¿qué sentido tiene esto?, ¿realmente la información reverbera? ¿es el córtex una estructura

diferente a las aferencias?

Podría ser que el córtex fuese de una inmensa zona de simuladores elementales de movimientos

virtuales, pero esta reflexión aporta poco. ¿Simulación de qué?: Realmente es difícil dar un sentido

funcional a la “simulación reverberada”.

Creo que hay una explicación para ”un gran y potente córtex”, mucho más simple: El córtex es un

súper-cerebelo, una hipertrofia de los canales aferentes que crece y crece hasta que el cráneo se lo

impide y mantiene las estructuras de recolección de eferencias como en el cerebelo.

La naturaleza creo el córtex, porque en determinados casos, la hipertrofia cerebral triunfó. Entorno y

circunstancias permitieron a ciertos animales la expansión pura y llana de los canales aferentes.

Estos se expandieron porque la recombinación y memorización en ciertos casos no tiene límites. Si

un canal aferente no dispusiese de “memoria” tal y como se razonada en este documento, el final de

una aferencia estaría en una longitud de aferencia Lfin en donde cada punto de la sección del canal

dispondría ya de información sobre el resto de toda la información original de aferencia del canal,

vamos, que estaría completamente recombinado. Más recombinación llevaría a la completa

difuminación de la información haciéndola absolutamente inútil. Pero el no tener fin, se explica

porque la información que atraviesa el canal se enriquece con la memoria que afiere a cada L, con

lo que simplemente, por el hecho de que a cada L se aporte nueva información, Lfin se aleja más y

más.

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Entorno y circunstancias han permitido la expansibilidad sin límites de las aferencias, cuantos más

“defectos” en los canales, más memoria, cuanta más memoria, más violenta es la expansión, cuanto

más expansión más capacidad de relación, más interacción. Esta aferencia sin fin sólo está limitada

por la capacidad de expansión del cráneo, el córtex no es más que el final muchos canales

aferentes, y de una forma u otra, es el inicio de algunos canales eferentes.

Como se ha dicho, imaginemos a las columnitas del

córtex como un canal de memoria que recibe en su

inicio de aferencia información. La información atraviesa

la aferencia de la columnita enriqueciéndose con lo

memorizado en sus sinapsis, hasta llegar a las zonas de

“reflejo”, donde aparte de realizarse el reflejo, se realiza

el “muestreo” que canales eferentes capturando cierta

información de la citada columnita (además del

enriquecimiento lateral con otras columnitas). La información reflejada vuelve a la base de la

aferencia principal, donde es mezclada con la información “nueva” que proviene de la aferencia

reiniciando el proceso. Esto

mantendría en continua

actividad a la columnita, si no

recibe información por la base

persiste con la tratada por ella

misma, a modo de retención

“de lo último”, que sólo es

modificado cuando afiere “algo

nuevo”.

Tendencia de crecimiento ilimitado de las aferencias crea la “manta arrugada del córtex”.

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1.5 Conclusiones sobre el modelo propuesto

La finalidad de lo descrito hasta ahora es la de identificar premisas de funcionamiento de Gerdo.

Gerdo debe permitir, a modo de mecano, modelar sistemas sensores, reactivos y motores.

Estas son las premisas básicas del sistema:

1. AFERENCIA: Todas las informaciones sensoras y derivadas, avanzarán a través de canales,

enriqueciéndose en el avance de otra información memorizada y cercana de forma radial

ortogonal al avance. Es el canal aferente donde se produce el enriquecimiento de la

información.

2. RECOMBINACIÓN AFERENTE: La información que avanza por los canales aferentes ha de

recombinarse con la más próxima, creando “dibujos” de información interrelacionada. De esta

manera, según avanza la información en la aferencia, esta pasa a tener sentido global.

3. MEMORIA AFERENTE: A lo largo de la aferencia, y localizadas radialmente, estarán colocados

elementos de información que pueden ser recombinados con la información que afiere. Estos

elementos memorizados habrán sido originados por información previa que atravesase el canal.

4. REALIMENTACIÓN EN LAS AFERENCIAS: Se realizarán realimentaciones de información

cada n x L tramos de aferencia, las función de realimentación será determinada

experimentalmente.

5. INTERRELACIÓN DE CANALES AFERENTES. CONECTORES AFERENTES: La información

recombinada en cada canal podré ser mezclada con otras aferencias de diferentes formas, a

modo de conectores. De hecho los llamaremos “conectores aferentes”. Distinguiremos

diferentes tipos de conectores aferentes:

A. RECOMBINACIÓN RADIAL LATERAL Y TOTAL

B. BIFURCACIÓN RADIAL LATERALES Y TOTAL.

C. MUESTREO / RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN AFERENTE.

6. TERMINACIONES AFERENTES: Las aferencias finalizarán en zonas de columnas aferentes de

ida y vuelta, ordenadas radialmente, y con interacción radial con las columnas próximas.

7. CONECTORES EFERENTES, COMO FINAL DE EFERENCIAS MOTORAS.: La disposición

ordenada y radial de los elementos motores, será alimentada por MUESTREOS AFERENTES a

través de estos conectores.

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2. GERDO: Análisis, diseño e implementación

Identificadas las premisas sobre las que diseñar GERDO, enunciaremos las especificaciones y

exigencias que permitirán que sirva como herramienta de modelización de procesos intelectuales.

La herramienta debe servir para modelar, trazar, experimentar, almacenar y reusar las infinitas

formas de obtener información a través de cualquier sensor, interrelacionarla con la de otros

sensores, y permitir reacciones (que sean reales o virtuales, siempre podrán ser consideradas como

motoras).

Modelado: Desde una estructura modular de componentes dimensionables y parametrizables,

podremos generar mapas de conexiones tridimensionales de los diferentes elementos que

compondrán Gerdo.

Almacenamiento de Modelos: Debe existir herramientas de almacenamiento de modelos ya de

forma grupal o de forma individual. Esto permitirá la posterior comparación de modelos y

evidentemente sus resultados.

Almacenamiento de estado: “Congelamiento” y almacenamiento de la información que procesa en

un momento determinado un determinado modelo, permitiendo su reposición sobre el mismo

modelo o modelo compatible. Esto ha de ser posible con un diseño orientado a la “parada global” y

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“serialización/deserialización iterada (anidada)” de todo tipo de información estructurada que

contenga el modelo en el momento de la orden de almacenamiento.

Trazabilidad: Al igual que en los sistemas de desarrollo de software, GERDO debe disponer de un

sistema “insertado” en todos sus elementos, que permita el estudio de lo que sucede de forma

estadística y de detalle con recolección masiva de datos de trazados específicos que permitan el

estudio diferido, depuración, optimización y mejora.

Mutabilidad limitada: El diseño ha de tener en cuenta que en algún momento, el sistema pueda

auto-modelarse y auto-parametrizarse. Este es un requerimiento, que aunque en un primer

momento no sea implementado, deberá contemplarse en el diseño para que sea viable una vez

funcione el primer prototipo.

Recordaremos las premisas en las que se debe basar operativamente:

Aferencias sensoras radiales como modelo general

Recombinación aferente continua

Memoria aferente continua

Realimentación aferente continua

Interrelaciones aferentes

o Recombinación Radial Lateral y Total

o Bifurcación Radial Laterales y Total.

O Muestreo / Recolección de información aferente.

Terminaciones aferentes

O Conectores eferentes

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2.1 El estado de la tecnología. Limitaciones y soluciones.

El procesamiento en los cerebros naturales se basa en procesamiento paralelo masivo. La

naturaleza agregó y agregó elementos que cuando formaron estructuras de éxito fueron replicadas y

usadas masivamente para generar nuevas estructuras más complejas que a su vez formaron

estructuras más complejas y así lo seguirá haciendo.

Con el estado actual de la tecnología es imposible el replicar inteligencia como lo ha hecho la

naturaleza, salvo que actuemos desde el punto de vista genético, pero ciertamente, ese es otro

campo. Imaginemos que tenemos que “simular” 100.000.000.000 neuronas, algunas con 1000

conexiones reaccionado con propiedades posicionales, estableciendo el “poder” de cada sinapsis,

reconectándose en función de la señal que les pasa, conociendo la posición de cada una con

respecto a sus vecinas, acertando a priori en los diseños de los canales. Un sistema de esta

complejidad sería imposible de controlar o diseñar.

¿Realmente es la neurona la base más óptima para implementar un cerebro artificial? La naturaleza

dispuso de las neuronas, pero nosotros disponemos de capacidad de abstracción y de tecnología

que esta nos ha llevado a crear. La abstracción nos permite crear cosas que la naturaleza jamás

alcanzaría por sí sola y la tecnología nos da las posibilidades: realizar y simplificar procesos,

mejorarlos e incluso generar nuevos tipos de inteligencia. Necesitamos modelos que nos permitan

simular, estudia, probar y analizar de forma objetiva.

Enumeraremos algunas de las técnicas a usar en el desarrollo del modelo:

La programación orientada (POO)

La serialización y deserialización anidada de bloques de información

El formato de la información

La interferencia, adición y transformación entre bloques de información

La indexación de la información

Programación en tiempo real

Etc.

La programación orientada a objetos: Esta técnica de programación es a la programación, como

la ley de Ohm a la ingeniería eléctrica, o como el principio de Arquímedes a la ingeniería naval. Es

realmente lo más sólido que hasta ahora disponemos para “programar”. Lamentablemente la

vulgarización de determinadas tecnologías de programación en muchos casos se ha separado de

este concepto llevando determinadas soluciones programáticas a una complejidad, carestía e

incertidumbre innecesarias.

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La POO es una técnica en la que la solución sólo ha de intuirse y plantearse, para ser resuelta

posteriormente como capas de cebolla. Orientada a la reutilización, POO es una técnica ideal para

la abstracción, en la que los problemas más espinosos de resolver pueden parcelarse, dividirse y

resolverse de una forma natural. Cuando se tiene una cierta costumbre y habilidad en el uso de la

POO, los problemas complejos acaban por resolverse casi solos, como un embudo que nos guía

hasta soluciones sólidas, además de permitirnos la mejora continua de lo programado.

En la POO podemos encapsular las funcionalidades de cualquier problema, estructurar los datos de

forma abstracta, darle propiedades que facilitan el procesamiento, heredar comportamientos que ya

eran válidos y hacerlos más y más complejos, sin perder la facilidad de uso de los mismos.

Si basamos la programación de GERDO en POO, aseguramos un crecimiento y mejora infinitos,

aseguramos el poder trazar todo lo que pase en su funcionamiento, el poder almacenar, estudiar,

modificar y sobre todo, entender.

La serialización / deserialización de información: La serialización es una propiedad de la

información por la que ésta puede almacenarse en un momento dado en un dispositivo, o

transmitirse por un medio de comunicación de forma que pueda ser reconstruida con posterioridad,

ya para su uso, estudio, etc. La información original y la serializada tienen la correspondencia

biunívoca como propiedad fundamental.

La serialización ha de posibilitar el

anidamiento infinito, esto es, continentes que

contienen continentes… Es como un árbol de

información, en el que cada rama de ese árbol

a su vez pueda contener o datos concretos,

otro árbol de información y así sucesivamente.

Por ello, y usando conceptos de la POO, todo

elemento de GERDO deberá derivar de una clase abstracta o de un interface que implemente la

serialización. De esta manera, no importa lo que haya en cada paquete de datos, siempre y a

cualquier nivel, podremos serializar la información para el fin que en cada momento convenga.

El formato de la información (formato natural radial aferente): Como hemos explicado, la

información que fluye por los canales aferentes naturales son mapas (información espacial) de lo

detectado, tal cual. Esta se va recombinando con lo que se va encontrando cerca en los canales

aferentes. De hacer eso en un sistema computacional como de los que ahora disponemos, no creo

que hubiese ordenadores suficientes en la tierra para hacer una parte de lo que hace nuestro

cerebro. Por ello usaremos un truco (abstracción) que es tratar a información como ondas

tridimensionales. Esto nos permitirá realizar los procesos de interacción con operaciones sencillas

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de onda, como la adición, sustracción, cuadráticas, interferencia, convoluciones, etc. Incluso

podríamos “bifurcar” el procesado software a un procesado hardware que realizaría las operaciones

en “tiempo cero”.

Los patrones de ondas ndimensionales tienen las

siguientes ventajas:

permiten el “filtrado” como elementos simple y rápido

de compresión de señal, permitiendo en la mayoría de

los casos el “recuerdo” de la señal.

Los patrones de onda pueden repetirse

indefinidamente a lo largo de la vida, por lo que el

almacenamiento de uno sólo, puede definir en un

ideograma híper-relacionado, indefinidos recuerdos

asociados.

Los patrones de onda permiten la comparación, composición, adición, sustracción,

descomposición, etc. de señales heterogéneas, permitiendo de forma sencilla la comparación e

identificación de señales.

La interferencia, adición y transformación entre bloques de información: Estos son

operaciones con las que trataremos la información aferente procedente de los sensores. Son

procesos que bien conocen los físicos y que tratan la información como ondas ndimensionales

equivalentes a la propia información.

La indexación de la información: Los procesos de indexación son técnicas programáticas que

permiten acceder muy rápidamente a la información que en cada momento se requiere evitando el

tener que realizar muestreos exhaustivos de toda la información disponible para acceder a la que

realmente nos interesa.

En el caso de GERDO, esto va a ser fundamental para conseguir un sistema que reaccione en

“tiempo real”.

Tiempo real: Un sistema en tiempo real es el que su tiempo de reacción es suficiente para cumplir

con sus objetivos. En el caso de los animales, que los cerebros procesan en tiempo real significa

que pueden reaccionar con la suficiente velocidad para: defenderse, cazar, escapar, intuir, saltar,

escapar…

En nuestro caso, los tiempos de reacción han de ser lo suficientemente buenos como para

permitirnos estudiar y trazar comportamientos. En caso de que sometamos a los sistemas

generados con GERDO a estímulos como voz o imagen, el tiempo real es el que permita que

GERDO procese la información suficiente para entender y reaccionar.

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2.2 Los elementos básicos de Gerdo

Ideograma: El componente de información unitario.

Puente: Relación ponderada y vectorizada entre ideogramas.

Burbuja de Ideogramas: Agrupación de Ideogramas con cierta entidad relacional.

Orbitales de Burbujas: Distribución de Burbujas de Ideogramas en torno a un Grupo Consciente y

Subconsciente.

Conectores: Elementos que relacionan y combinan información aferente en formato natural radial

aferente.

Interface Aferente (IA): Es el interface que conecta un sensor al sistema.

Interface Eferente (IE): Es el interface que conecta al sistema con un actuador (movimiento)

Grupo Consciente y Subconsciente: Grupo de procesamiento correspondiente a un elemento

aferente con entidad propia.

Bloques de Abstracción Aferente (BAA): Agrupación funcional de uno o varios Grupos

Consciente y Subconsciente junto a los elementos de información que le sean propios (Conectores,

Orbitales, Burbujas e Ideogramas relacionados).

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2.3 El Ideograma

Un ideograma representa la unidad coherente de información en las aferencias del sistema.

El Ideograma (Ideo) tiene una doble

funcionalidad: una como información que

afiere por un canal y la segunda como

información estática memorizada y

posicionada que interacciona con los

Ideogramas aferentes.

A-Ideo

Es la unidad de información dinámica aferente procedente de un sensor (u

otra aferencia que actúa como tal).

Posee propiedades posicionales y temporales. Es modificado mediante la

recombinación y la interacción con los M-Ideos que encuentra en su

camino.

M-Ideo

Es la unidad de información memorizada en la aferencia. Frente al

dinamismo del A-Ideo, el M-ideo pude considerarse como estático.

Posee propiedades posicionales y no posicionales, y es modificado por la información de los A-

Ideos con los que interactúa. Haciendo un símil, los M-Ideos actúan como un conjunto de sinapsis

situadas en una determinada localización radial aferente. Las propiedades no posicionales de los M-

Ideos se basan en la posible “reutilización” de la información que contienen en otras posiciones

aferentes (o radiales) o incluso en diferentes canales de aferencia.

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El sentido que se le dé a la información contenida en un ideograma depende del contexto dónde se

utilice, no de la información que contenga. Un ideograma sólo se relaciona con otros ideogramas

información con información, recombinándose, derivándose, agregándose. El Ideograma no dispone

de fechado ni de información del tipo de sensor que lo provoca.

De esta manera, cualquier información en un determinado punto aferente estará compuesta de un

grupo de Ideogramas que denominaremos Burbuja de Ideogramas y que explicaremos más

adelante. Por otro lado, un ideograma no debe anidar información, aunque sí que puede servir para

acceder a información relacionada a través de su Colección de Puentes.

Propiedades:

La información tridimensional del área aferente que representa (coordenadas polares, y

amplitud de señal o transformada válida).

El punto de aplicación del ideograma (Longitud de aferencia y polares de su centro).

Tipo: (A-Ideo / M-Ideo)

Colección de Puentes entre Ideogramas (se verá en el punto siguiente).

Otra información de apoyo a la indexación (cadencia y decadencia de uso…)

Métodos (funciones):

Interacción A-Ideo / M-Ideo

Indexación de Puentes

Métodos generales de los objetos de Gerdo (como la Serialización y Deserialización,

Parada, Arranque, etc.)

Otras consideraciones:

Nomenclaturas:

Denominaremos Idi a un determinado Ideograma (i) de todos los que contiene GERDO

Denominaremos XIdi a la información contenida en un Ideograma Idi

Denominaremos PIdi a la colección de puentes de un Ideograma Idi

Denominaremos PpIdi a un puente (p) de la Colección de Puentes de un Ideograma Idi

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2.4 Puentes entre Ideogramas

Un Puente representa la relación no ponderada entre

dos Ideogramas. Estas relaciones son básicamente de

génesis. Las relaciones se crean cuando la información

de un Ideograma complementa a la de otro a forma de

relaciones de inclusión o dependencia parcial o total.

Cuando se crea un ideograma es porque hay una nueva

representación de la información que hasta ese

momento no existe en ningún otro Ideograma del

Sistema. Como ya se ha dicho, un Ideograma no contiene a ningún otro, pero si puede referencias o

otros.

Veamos algunos ejemplos

a) X = XIdk b) X = XIdi + XIdj + XIdk c) X = XIdi + XIdj + x + XIdk

En el caso a, la información que afiere coincide con la ya existente en el Ideograma Idk, por lo que

no se creará un Ideograma nuevo, ni ningún Puente nuevo en dicho Ideograma.

En el caso b, la información que afiere está contenida en diversos Ideogramas (XIdi + XIdj +

XIdk), en ese orden concreto, por lo que se generaría un nuevo Ideograma con información vacía

(XIdi = Ø) y Puentes P0Idx ► P?Idii, P1Idx ► P?Idij, P2Idx ► P?Idik,

En el caso c, la información que afiere está contenida en diversos Ideogramas pero le falta parte (x)

por lo que se generaría un Ideograma información XIdi = x y Puentes P0Idx ► P?Idii, P1Idx ►

P?Idij, P2Idx ► P?Idik,

De los casos expuestos se deducen varios tipos de Puentes: Aditivos (o referenciantes) y

Referenciados. Un puente aditivo es el que genera una relación de inclusión de Ideograma referido

al referente. Un puente referenciado, es aquel que referencia un Ideogramas padre e hijo.

Propiedades:

Ideograma Origen y Destino.

Tipo (Aditivo o Referencial)

Métodos:

Indexación progresiva (búsqueda de relaciones válidas)

Métodos generales de los objetos de Gerdo (como la Serialización y Deserialización,

Parada, Arranque, etc.)

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2.5 Burbujas de Ideogramas

Una Burbuja de Ideogramas es un elemento virtual que contiene una colección de referencias a M-

Ideos.

La finalidad de las burbujas la de

facilitar un nuevo elemento de

abstracción / indexación de la

información memorizada para que

esta sea accesible en tiempo real,

esto es, que el sistema reaccione a

tiempo con la información más válida

posible.

Las Burbujas nacen, crecen o se

destruyen en función del uso que se

le dé a la agrupación de M-Ideos a los que referencia. Esta potestad la tendrán dos elementos: El

Consciente y el Subconsciente que más adelante describiremos.

La composición de una Burbuja está basada en estimaciones continuas de la información utilizada

en las aferencias temporal y posicionalmente. De esta manera, mantendremos memoria en “su zona

de uso” al modo que lo hacen los canales aferentes neuronales, pero no físicamente, sino

referencialmente, ahorrando de esta forma infinidad de recursos al sistema de implantación.

Es importante volver a señalar que un M-Ideo puede estar en infinitas Burbujas. Un Ideograma es

una información tridimensional que puede ser entendida en cualquier aferencia, y por lo tanto,

formar parte de cualquier grupo de información de Gerdo.

Propiedades:

Colección de referencias a los Ideogramas contenidos.

Referencia a su sistema Orbital y a su órbita.

Métodos:

Funciones de acceso e indexación.

Métodos generales de los objetos de Gerdo (como la Serialización y Deserialización,

Parada, Arranque, etc.)

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2.6 Orbitales de Burbujas

Un Sistema Orbital de Burbujas de Ideogramas es un

elemento virtual que organiza el uso de la información de

una determinada aferencia de tal manera que “acerca” la

información más importante (desde el punto de vista

funcional y temporal) a los elementos procesadores de la

información aferente encargados de la recombinación,

realimentación y memorización.

Estos elementos procesadores (consciente y

subconsciente) aparte de otras tareas, se encargarán de

mantener los orbitales con una densidad homogénea de

tal forma que la información más “interesante” se

encuentre siempre próxima a ellos. Dicho de otra forma,

establecerán la composición de los orbitales ponderando sus burbujas:

Las Órbitas representan la importancia de una Burbuja con respecto a su Consciente y

Subconsciente.

En un principio podemos hacer la

hipótesis de que a cada Profundidad

de Aferencia (L) le correspondería una

sistema orbital, de la misma manera

que en las aferencias neuronales

naturales existe memoria en cada L

adecuada (y producida) a esa

profundidad de aferencia.

Propiedades:

Colección Órbitas de Burbujas.

Referencia a su sistema Orbital.

Métodos:

Algoritmos de ordenación y homogeneización de órbitas

Funciones de acceso

Métodos generales de los objetos de Gerdo (como la Serialización y Deserialización,

Parada, Arranque, etc.)

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2.7 El modelo de acceso a memoria

De lo visto hasta ahora, vemos que disponemos de varios niveles de abstracción, manejo e

indexación de la información con la que se enriquecerá la información aferente.

El fin de este modelo es disponer en cada punto espacial y temporal de las aferencias de la

información que útil para generar reacciones aprendidas y válidas.

Describiremos una aproximación al ciclo de acceso a la memoria:

1. La información de inicio del canal sobreviene como un A-Ideo. Se indexa el Grupo Orbital

correspondiente a la Aferencia.

2. Cuando éste alcanza el primer nivel de profundidad, hace que se indexe el Orbital L=0 del

Grupo Orbital correspondiente a la Aferencia, con lo que pasamos a disponer de toda la

información válida para ese nivel L=0.

3. El Orbital, que está ordenado de la manera en la que el sistema ha gestionado previamente,

nos presenta las órbitas de Burbujas importantes más próximas para su uso. Aún así, todas

están disponibles y el que se usen depende del tiempo que el sistema tenga para “profundizar”

en órbitas más lejanas o supuestamente, menos importantes para la reacción.

4. Comienza la comparación (mediante estrategias y algoritmos de acceso a las más probables)

del A-Ideo aferente con los M-Ideos presentes en las Burbujas. En este proceso se seguirán los

caminos establecidos en los Puentes de Ideogramas. De este proceso se establecerán niveles

de coherencia entre el A-Ideo y los M-Ideos, siendo los más coherentes los que pasen a

interactuar con el aferente, que es modificado. Las burbujas “usadas” se responderán en su

valor orbital según determinados algoritmos de estabilidad. De ser la información aferente

suficientemente “novedosa”, pasará a formar parte de las Burbujas existentes o incluso de

nuevas Burbujas que se creen en este proceso.

5. El proceso se repite a lo largo de las diferentes Profundidades de Aferencias (L) hasta el final

prefijado de máxima profundidad de la aferencia.

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2.8 Los Conectores de Información Aferente

En el apartado de Interacciones entre Canales Aferentes, vimos las diferentes posibilidades de

interacción entre canales aferentes:

A estas formas de relación las denominaremos

Conectores.

Un conector es un elemento de redistribución de

la información de un determinado A-Ideo, que

encontrándose en una determinada Profundidad

de Aferencia, pasará a formar parte, total o

parcialmente de otro A-Ideo procedente de otra

aferencia.

En un futuro se podrán contemplar más tipos de interacciones. Considero que con los aquí descritos

puede bastar para evaluar el sistema. En cualquier modo, cualquier tipo de conector se basará en

una geometría distinta de interacción por lo que su resolución no debería ser un problema.

2.8.1 Conector Lateral

En este caso, se trata de combinar dos aferencias de forma que ambas presentan una zona lateral

de la aferencia. La recombinación ha de hacerse en función de la distancia entre cada elemento

aferente.

La información en un determinado punto de la

interacción será del tipo Iy (final) = Iy + (Ix / d2)

La parametrización del conector se hará en

función del radio de cada A-Ideo, la distancia

entre sus centros y el ángulo relativo que

presenten.

2.8.2 Conector Total

Este conector, presentará la interacción de forma centrada y sólo será afectado tan solo por el

ángulo de presentación de las aferencias. Los radios de los A-ideos se harán coincidir haciendo un

“zoom” sobre el más pequeño para permitir un enfrentamiento completo.

Uno de los usos de éste conector será el de la realimentación en “Unidades Aferentes” o BAAs, que

más adelante se exponen.

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2.8.3 Conector Bifurcación

La información aferente en un determinado nivel de Profundidad de Aferencias (A-Ideo) aparte de

seguir su camino, será “inyectado” al inicio de un nuevo canal aferente. La única parametrización de

este canal es la Profundidad de Aferencia donde se toma el A-Ideo y el nuevo Canal de Aferencia

que inicia.

2.8.4 Conector de Muestreo

Este tipo de conector recoge una determinada información de un A-Ideo, de

forma posicional (y de superficie determinada) y la conecta con un canal en

forma lateral (desde el máximo descentramiento hasta el total centrado).

Esta es la forma en que haremos funcionar a las Eferencias para realizar tareas

motoras (como veremos más adelante)

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2.9 Información de Entrada y Salida. Interfases

2.9.1 Interfases Aferentes (IA)

Cualquier información que se le suministre a Gerdo, deberá ser convertida al Formato Natural

Aferente.

Generalmente, los sensores electrónicos operan en función de un muestreo periódico tal que nos de

sensación de “continuidad” cuando lo leído se reproduce. De ahí que los sensores se ajusten a

frecuencia de muestreo que nuestros sentidos detectan como naturales.

La mayoría de la información es repetitiva e innecesaria ya que realmente varía poco de un muestro

a otro. La habilidad que se requiere a los sensores es la bondad en la detección de cambios. Los

interfaces deberán tratar exclusivamente con la variación de información, inyectando en los A-Ideos

la información que se aporte diferente a la anterior. De esta manera, la cantidad de proceso

disminuye notablemente y el sistema es realmente dinámico.

Cada sensor tiene una resolución, que se

traduce en la cantidad de información que

se suministra al sistema. A este parámetro

le denominaremos “ancho de banda de

aferencia”. El ancho de banda se traducirá

en un ancho del A-Ideo.

En las conversiones de las señales

percibidas será necesario tratar cada caso

de forma individual, ya que la realidad que aprecian es diferente en cada caso, aunque todas ellas

detectan variaciones de parámetros físicos.

La mayoría de los sensores naturales funcionan en parejas

orientadas a zonas más o menos opuestas. En el cerebro, con

estos datos bidimensionales genera mapas de información

tridimensional basados en lo memorizado y en información

secundaria que apoya esa “multidimensionalidad deducida”. Por

ejemplo, los ojos enfocan con los músculos ciliares modificando la

forma del cristalino, estos actúan en función de órdenes eferentes

complejas derivadas de lo que van leyendo de los ojos y de otras

informaciones memorizadas, de forma que en el momento que el

cerebro, contempla el objeto como enfocado, le aplica la validez de

tridimensionalidad al mapa leído o interpretado.

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En definitiva, cada sensor ha de tener un tratamiento especial para que sus “señales” sean

aplicadas a las aferencias, siempre de forma radial.

2.9.2 Información de Salida. Interfases Eferentes (IE)

En la naturaleza, la ejecución de movimientos se realiza siempre en base a la combinación de

fuerzas que se equilibran en un punto de reposo. Todos los elementos mecánicos (músculos,

tendones, articulaciones, huesos, etc.) actúan como un mecano cuya acción integra el cerebro con

el aprendizaje para conseguir los movimientos correctos. Es el cerebro el que realiza las labores de

“servocontrol”.

En el mundo de los actuadores mecánicos la forma de actuar

es diferente. Generalmente éstos actúan sobre motores

internamente servocontrolados (ya en velocidad, ya en

posición), por lo que mucha de la tarea de control asignada al

“cerebro” estaría derivada a los actuadores. Con una

combinación de dos motores servocontrolados en cada

articulación se realizan los más complejos movimientos. Esto

a priori debe significar una gran descarga de trabajo de

proceso al cerebro artificial.

Existen líneas de investigación sobre músculos artificiales al modo de los naturales que parece

serán la base de la robótica futura. Su actuación se asemejará a la natural, pero es seguro que el

procesamiento de sus movimientos y el “control” de su estado, estará integrado en ellos mismos.

Todo esto plantea que las eferencias que activan movimientos, deben actuar exclusivamente de

forma espacial bidireccional y que le “traducción” al actuador correspondiente (driver) es específico

de cada actuador.

El modelo de de Ideo eferente, al igual que cualquier Ideo, el de

una sección de canal radial en el que cada punto tiene una valor

de “intensidad”. Ese valor es aplicado al actuador en la misma

representación radial.

Parece razonable que el valor aplicado a cada “punto” del actuador

que corresponda (músculo) sea una “velocidad” de actuación. Ya

dijimos que las señales aferentes siempre corresponden a una

variación de lo detectado, nunca a un valor estático de lo sentido.

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Definiremos el IE (Interface Eferente Unitario) como el elemento que recolecta eferencias y

mediante un conector de muestreo las integra de tal manera que genera un mapa de actuación de

movimiento.

En la figura se representa el IE.

Diferentes A-Ideos son

recolectados de una o más

aferencias e integrados en un

único A-Ideo que actúa como

mapa de excitación de un “Driver”.

Estos Drivers serán específicos

para cada actuador, y serán los

encargados de convertir los

trenes de A-Ideos integrados al

formato electrónico específico.

En la naturaleza no hay sensor sin actuador

(los ojos tienen músculos que mueven

cristalino, iris, etc. los oídos tienen eferencias

–algunas células ciliadas externas- que

actúan como controles de sensibilidad, etc.) y

viceversa, en ocasiones, sentimos el estado

nuestros músculos (aunque de forma

indirecta).

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2.10 El Consciente y el Subconsciente

Denominamos “Consciente y Subconsciente” a los elementos procesadores de la información

aferente. La elección de los nombres no es casual, ya que algunas connotaciones que normalmente

conllevan son muy válidas para entender el contexto en el que operan.

¿Cuál es la diferencia entre los dos?

EL Consciente engloba a todos los procesos y mecanismos que permiten procesar la información

que “entra” a la aferencia (A-Ideos) y el Subconsciente englobará a los procesos y mecanismos que

“reciclan” la información presente en el canal aferente, en nuestro caso, en los Grupos Orbitales de

la aferencia, Dicho de otra manera, uno trata con la realidad del momento presente y el otro con la

realidad memorizada.

El Grupo Consciente/Subconsciente se sitúa funcionalmente en el centro del Grupo de Orbitales de

una aferencia: La información de órbitas más cercanas a estos, será la que más influya en la

respuesta y la ésta será más precisa cuanta más información de los orbitales pueda tratar. Una

respuesta en tiempo real, a veces requiere de usar sólo la memoria más inmediata.

El Consciente y el Subconsciente hacen tareas similares

pero les diferencia la precedencia de la información de

entrada. La indisolubilidad de su vínculo reside en que

ambos operan sobre los mismos recuerdos, el Grupo de

Orbitales que le corresponda como Aferencia.

¿Por qué necesitamos el Subconsciente a nivel elemental

de aferencia? Si tan sólo tratásemos la información que

afiere, el sistema sólo respondería de forma más o menos

automática, todo dependería de lo “sentido”. En las

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aferencias naturales nunca cesa la información aferente, (siempre se oye algo, se ve algo, se huele

o siente algo, siempre hay glándulas funcionando…). Pero en sistemas no naturales, seguramente

habrá que forzar un cierto flujo que barra la memoria aferente manteniendo los sistemas activos y

estables. Además se hace imprescindible que los sistemas estén “alerta” de cierto tipo de

información importante y que no dependa de la información recibida del exterior. Esa es la finalidad

del “procesador secundario” al que hemos llamado Subconsciente.

Aparte de esta función de “rastreador de lo conocido”

del Subconsciente deberá realizar otro tipo de tareas

en segundo plano que no afectan a la respuesta en

tiempo real, sino que afectarán a las respuestas

futuras. Es el caso de la homogeneización de burbujas

en sus orbitales de forma que se agolpen en el mismo

nivel de indexación, de la gestión de olvido, etc.

En la figura se puede ver un esquema de flujo del

grupo de procesamiento de una aferencia. Vemos

que sólo el Consciente interactúa con la información

aferente y genera la información enriquecida

(memoria, recombinación y realimentación). El

subconsciente realiza la tarea de “barrer” los

orbitales a modo de “aferencias virtuales”, a modo de

“sueños”. Si la información que procesa alcanza un

cierto nivel de coherencia, esta pasa al canal como si

fuese observada.

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Parametrización (personalización) del grupo procesador

Muchos son los factores que pueden afectar al procesamiento de la información en los Conscientes

y Subconscientes. Estos factores son de dos tipos: de especificidad funcional o de especificidad

temporal.

Entre los primeros estarán aquellos que permiten al sistema funcionar “regularmente”, algo así como

el sistema parasimpático que regula la normalidad. Entre los segundos, al modo de “sistema

simpático” están los que regulan “desde fuera“, la parametrización funcional de Consciente y

Subconsciente. Por ello las denominaremos: Parametrización Simpática y Parametrización

Parasimpática.

Parametrizaciones Parasimpáticas: determinan los límites de funcionamiento de los algoritmos.

Sección de aferencia inicial

Profundidad máxima de aferencia

Latencia de muestreo o Modo interrupción de los A-Ideos de entrada

Latencia de presentación de A-Ideos de salida

Otras parametrizaciones del acceso a los M-Ideos y de ponderación de burbujas y orbitales

Etc.

Parametrizaciones Simpáticas: Determinan los balanceos entre Consciente y Subconsciente, las

latencias de muestreo y las profundidades de orbitales muestreados.

Niveles de estrés orbital de aferencias posteriores

Niveles de alerta exteriores (de sensores, de eferencias, etc.)

Etc.

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2.11 BAA (Bloque de Abstracción Aferente)

El BAA es el elemento procesador de Gerdo y representa el procesamiento de una Aferencia o un

tramo de ésta. El BAA puede contener varios bloques unitarios cada uno con un Consciente, un

Subconsciente, una colección de Conectores además de los Buses de comunicación:

Bus de IN/OUT de A-Ideos

Bus de acceso a su Grupo Orbital de Órbitas de Burbujas de Ideogramas

Bus de Control

o Comandos de control de estrés orbital de aferencias derivadas

o Comandos de control de alertas “simpáticas”

o Comandos de control de parametrización

o Comandos de análisis, trazado, serialización, congelación, etc.

EL BAA es un serio candidato a ser integrado en un

chip de hardware, aunque también puede

implementarse como software a través de la

instanciación (implementación) de una clase (modelo)

del tipo BAA. De hecho, el modelo que se está

desarrollando es un modelo puramente software.

El modelo que representa el BAA es un modelo

ilimitado en cuanto a replicación a junto con una

especialización individual, lo que nos da la base para

que Gerdo pueda crecer y ser modelado de forma ilimitada y organizada y lo que es más

importante, podemos crear un modelador: un programa que genere grupos de aferencias

conectadas, organizadas y parametrizadas a un nivel superior.

El Bus de IN/OUT de A-Ideos al BAA se muestra en los modelos de forma separada, aunque en la

implementación, ambos compartirán un solo Bus, con las señales de control necesarias para

conocer su tipo. Este Bus también contendrá la información del destino del A-Ideo, aunque en los

esquemas se muestre la conexión directa.

Todos los Buses pueden ser comunes a todas las BAAs (les

diferenciará la información de “propiedad”) o pueden ser usados por

unos BAAs determinados. A la derecha se muestra el esquema de

un BAA.

A un dispositivo con un solo BAA le llamaremos N1. A un elemento

con dos BAAs le llamaremos N2 y así sucesivamente.

El BAA

(Bloque de Abstracción Aferente)

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Internamente deberán estar conectados sus buses de

forma conveniente. Sus entradas y salidas podrán

encadenarse o poderse usar de forma independiente al

modo de cómo se especifique en la parametrización que

se haga a través del Bus de Control de cada BAA.

La forma en la que se encadenen, fijará también el nivel

de realimentación de la información. Como es lógico, las

realimentaciones podrán anidarse pero nunca cruzarse,

ya que crearían una inestabilidad incontrolable.

Una ventaja de los BAAs es que permiten el

encadenamiento para resolver un mismo canal de aferencia cuando la cantidad de proceso excede

a uno solo.

Las BAAs se relacionan en arquitecturas

complejas a modo de aferencias

relacionadas, que junto con la

parametrización de las mismas formarán

la base del sistema de Modelado de

procesos intelectuales complejos.

La ilimitada capacidad de expansión del

modelo, junto a la adecuada implementación

de los procesos de serialización y

deserialización justifican a Gerdo como un

sistema de modelado de procesos

intelectuales, tal y como se enuncia al

principio del documento.

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2.12 El modelado de Gerdo

Una vez descritos los elementos abstractos y funcionales que compondrían Gerdo, es necesario

generar un modelo de interrelación y desarrollo que permita a los equipos de estudio y desarrollo

trabajar con topografías desde la más simple a la más compleja y obtener resultados trazables y

mensurables.

La modelización de Gerdo, se realizará a dos niveles: de gestión de bloques y de configuración de

elementos.

ESTRUCTURA DE DATOS BÁSICAS

Utilizaremos ciertas estructuras de datos que nos facilitarán la parametrización de los componentes

el entendimiento de modelo y manejabilidad conceptual.

GESTIÓN DE BLOQUES

La gestión de bloques para el establecimiento de las topologías de los modelos, esto es, colocar y

“conectar” todos los elementos de Gerdo de forma coherente.

CONFIGURACIÓN DE ELEMENTOS

La configuración de elementos debe permitir la parametrización de cada uno de los elementos que

formen parte del modelo propuesto.

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2.12.1 Estructuras básicas de datos

Un canal aferente se representa como un tronco de cono, con una determinada sección de entrada

y una mayor o igual sección de salida. La posición de cualquier punto en el canal se referencia a un

sistema de referencia tridimensional:

1. Profundidad de Aferencia (L): Distancia sobre el eje central longitudinal (0 = inicio del canal)

2. Radio de Aferencia (r): Distancia ortogonal y mínima de cualquier punto al eje de aferencia.

3. Ángulo de Aferencia (α): Ángulo que forma el Radio de Aferencia con el 0 del canal. Este 0 es

independiente de cualquier orientación externa y es propia del canal individual.

Un canal está definido por:

Profundidad de Aferencia (PA)

Radio de Sección de Entrada (R0)

Radio de Sección de Salida (Rn)

Ángulo de Rotación de entrada (αo)

La densidad de información en el canal aferente

es una constante: La unidad de información que

discurre por los canales está en relación de 1 a 6,

esto es, cada punto de información aferente se

rodea de otros 6 puntos.

La densidad de información constante

relaciona el parámetro que llamaremos

“Superficie de Aferencia”, al Radio de

Sección Aferente por la fórmula expuesta en

el gráfico de la derecha.

El radio de una sección de aferencia tomará

valores entre 0 e infinito. A mayor radio más

información. La cantidad de información en

una sección aferente es lo mismo que hablar

de Superficie de Aferencia.

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Un canal Aferente o Eferente tiene una orientación angular con respecto a su origen o con

respecto a otro que lo influye. Este ángulo será el que se aplicará al giro de los A-Ideos que entren

en el canal o sección de éste. Cualquier canal Aferente que dependa de otro conoce su orientación

relativa.

Una Zona Aferente es una parte de una sección transversal del

canal aferente, definida por:

Profundidad de Aferencia de la sección aferente

Posición polar bidimensional del centro de la Zona.

Radio de la Zona.

2.12.1.1 Las Unidades

Las Longitudes y Profundidades de Aferencia serán múltiplos de una unidad o “paso de aferencia”,

esto es, un paso en la recombinación de una sección aferente. Tomará valores enteros desde 0

hasta infinito.

Dentro de las secciones aferentes (secciones circulares ortogonales al eje de aferencia), los radios

de posición o las distancias tendrán valores reales mayores o iguales a cero y su magnitud unitaria

será la del radio de aferencia de entrada de su canal aferente. De este modo, todas las medidas de

sección de un canal, tienen una dimensión relativa a su propio canal.

En cuanto a los ángulos, además de usar cualquier unidad de medida angular, se usará un par (x,y)

cartesiano correspondiente a la sección ortogonal del canal aferente. Este tipo de medición permitirá

acelerar el procesamiento de la información.

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2.12.1.2 El Sistema de coordenadas en la sección ortogonal de canal aferente

El cálculo en coordenadas polares de tratamiento de señales aferentes pude resultar un “cuello de

botella” en la viabilidad de la propuesta del sistema Gerdo, debido a la sobrecarga de proceso. El

tratamiento discreto de las secciones (relaciones,

convoluciones, interacciones, etc.) debe ser tratado con

alguna estrategia sencilla que acelere los cálculos.

Un sistema “cartesiano dentado” puede ser la solución.

Con una disposición como la de la figura es inmediato y

sencillo encontrar las coordenadas de un punto y de los

puntos que le rodean, a la vez que calcular distancias

entre puntos sin tener que recurrir a trigonometría

alguna para la mayoría de las operaciones de

procesamiento de información.

Como norma, para calcular radios y distancias se tendrá

en cuenta:

Sumar 0,5 a la coordenada X en el caso de que la

coordenada Y sea impar.

Multiplicar cada coordenada Y por

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2.12.2 Gestión de Bloques

Mediante la Gestión de Bloques generaremos los mapas de interconexiones de elementos de

Gerdo. Para ello será necesaria la creación de un interface gráfico que lo facilite.

En la figura se muestran los elementos que

usaremos y sus iconos correspondientes.

El sistema de Gestión de Bloques marcará

el funcionamiento combinado de los

elementos, forzará el correcto conexionado

entre elementos, permitirá el acceso a la

Gestión de Configuración y al análisis del

funcionamiento en modo real y emulado.

Definiremos algunas reglas de uso que simplificarán y harán más comprensibles los diagramas de

bloques.

2.12.2.1 Bloque de Abstracción Aferente (BAA)

Los bloques de procesamiento aferente o de abstracción aferente se representan

por un círculo circunscrito en un triángulo equilatero que apunta con un vértice a la

zona más aferida. El conjunto puede estar contenido en un rectángulo. Todo el

conjunto será de color azul en caso de uso de colores.

En la esquina inferior en el sentido más aferido, se encuentra una

leyenda que indica el número de BAAs que operan en ésta

aferencia.

La entrada a un BAA será por la zona lateral de menor nivel de

aferencia ( el opuesto al ángulo que indica la dirección más aferida del canal). La salida se realiza

por el lateral opuesto.

En la parte inferior puede encontrarse una leyenda que refiera a un determinado área de memoria

correspondiente a un conjunto de grupo de orbitales. Esta división se realiza en aras a segmentar la

memoria masiva que debe manejar Gerdo e impedir a priori una posible saturación de los buses y

controladores que accedan a la memoria de orbitales / burbujas / ideogramas. Esta división implica

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que los ideogramas no podrán ser compartidos entre diferentes áreas de memoria masiva, lo que no

debe suponer ninguna desventaja funcional, aunque si será necesaria más cantidad de memoria.

De los resultados de los modelos se prodrá derivar la desaparición o no de esta división.

Versatilidad de BAAs: De una misma BAA pueden salir A-Ideos enriquecidos (A-Ideos++) a

cualquier Profundidad de Aferencia dentro del margen en el que se le haya configurado, esto

permitirá que estas salidas sean conectadas (mediante conectores de cualquier tipo) a otros BAAS

o IEs (Interfaces Eferentes).

A una BAA se le pueden inyectar A-Ideos a diferentes niveles de profundidad aferente y con

cualquier tipo de conector.

Esta versatilidad tiene el inconveniente de que en los diagramas de bloques de elementos de

Gerdo, deberán separar y mostrar cada punto de aferencia significativo, no pudiendo quedar oculto

ningún cambio de funcionalidad aferente. Dado que estos “puntos de cruce funcional” siempre

sucederán en una misma rama aferente, no será complicado que el sistema quede marcado como

una misma BAA a través de un simple contenedor de línea discontinua.

En la figura siguiente podemos

ver a un BAA con diferentes

entradas a 4 conectores, uno

de cada tipo. Funcionalmente

todo ocurrirá en el mismo BAA

pero el diagrama de bloques

los mostrará de forma

separada.

En la edición de bloques se mostrará de la siguiente manera:

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Más adelante, cuando hablemos de la configuración, veremos cómo se completa la información con

los valores asociados a cada Profundidad de Aferencia de cada BAA, la Profundidad de aferencia

en que opera cada conector y los valores de configuración propios de cada conector.

2.12.2.2 Interfaces Aferentes (IA)

Estos bloques funcionales corresponden a los interfaces que toman la señal de los

sensores (ya convertida en A-Ideos por los “drivers” de cada sensor) y la inyectan a

un canal aferente, esto es, a un BAA.

El bloque está representado por triángulo equilátero que apunta con un vértice a la zona de

inyección de los A-Ideos al primern BAA. El triángulo muestra encima de él a un rectángulo que

simboliza la cola de proceso que permite al IA obtener una señal diferencial (sólo hay señal si hay

variación).

El conjunto puede estar contenido en un rectángulo. Todo el conjunto será de color verde en caso

de uso de colores.

2.12.2.3 Interfaces Eferentes (IE)

Estos bloques funcionales corresponden a los interfaces que traducen los A-Ideos a

la señal adecuada (excluido drivers) de actuadores de movimiento, sonido, o

cualquier otro tipo de acción.

El bloque está representado por triángulo equilátero que apunta con un vértice a la zona de

inyección de la señal a los drivers de los actuadores y por un círculo que lo sobrescribe en parte que

simboliza los conectores de aferencias que le pueden llegar.

El conjunto puede estar contenido en un rectángulo. Todo el conjunto será de color naranja en caso

de uso de colores.

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2.12.2.4 Conectores

2.12.2.4.1 Conector Total

Este conector está representado por un círculo de color rojo al que le llegan dos

canales aferentes y los combina de forma toral. En su interior contendrá las letras

“RT” de “Recombinación total”. A él han de llegar dos flechas (canales a

recombinar) y salir una (canal recombinado).

2.12.2.4.2 Conector de Recombinación Lateral

Este conector está representado por dos círculos de color rojo que simbolizan la

interacción entre dos canales aferentes que se recombinan de forma lateral. En

su interior contendrá las letras “RL” de “Recombinación lateral”. A cada círculo le

llega una fecha y sale otra simbolizando los dos canales aferentes que han de recombinarse y los

dos canales ya recombinados.

2.12.2.4.3 Conector de Bifurcación

Este conector está representado por un círculo de color rojo que simboliza la

bifurcación total o parcial de un canal aferente. En su interior contendrá la letra “B”

de “Bifurcación”. Al círculo le atraviesa una flecha que simboliza el canal aferente y otra que sale del

conector que simboliza la bifurcación de todo o parte del canal.

2.12.2.4.4 Conector de Muestreo

Este conector está representado por un círculo de color rojo que simboliza el

muestreo de un canal aferente. En su interior contendrá la letra “M” de “Muestreo”. Al

círculo le atraviesa una línea (por una sección de longitud menor que el diámetro del

círculo) que simboliza el canal de muestreo y le llega una flecha que simboliza el canal aferente que

es muestreado.

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2.12.2.5 Módulos Bloques Estructurales

Es frecuente en los diseños de estructuras que éstas sean agrupadas en bloques funcionales que

permitan la replicación y amplíen la funcionalidad.

Definiéndolos una sola vez podrán ser “instanciados” (usados) tantas veces como se quiera. Cada

bloque ha de permitir su propia “parametrización”.

Esta filosofía ya se realiza en software con la Programación Orientada a Objetos (POO) o en los

diseños de CAD (diseño asistido por ordenador) para circuitos impresos o para circuitos integrados.

Diseños básicos o complejos de software y hardware no se entenderían sin esta capacidad de

anidamiento de bloques.

Los bloques actuarán como cajas negras con N entradas y M salidas y tal y como veremos, su

configuración también se realizará “en bloque”.

2.12.2.5.1 Modulo IO

Este Módulo definirá una entrada de sensor y una salida de actuador.

El combinarlos tiene varia justificaciones: casi todos los sensores

(aferencias) tiene un elemento de eferencia para controlarlos en

alguno de sus parámetros (apertura de iris, ganancias,

sensibilidades, etc.) por lo que necesitan información eferente, el

integrar ambos IA e IE simplifica el diseño. Lo mismo sucede con

los interfaces eferentes, un actuador puede tener información de su estado que ha de ser inyectada

de forma aferente al sistema. A priori, un Módulo IO será aplicado a cada elemento de interacción

externo

2.12.2.5.2 Módulo Recombinador / Muestreador (M-RLM)

Este módulo puede ser usado en multitud de zonas donde se

combinen canales aferentes y estos sean muestreados para

influir en Eferencias

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2.12.2.5.3 Módulo de Recombinación Lateral x 6 (M-RLx6)

El Módulo RLx6 está pensado para

la interacción con canales afrentes

que se rodean a modo de pelos de

cepillo. El canal central influye en los

6 que le rodean (separados 600) y

estos en el central.

2.12.2.5.4 Módulo Reverberante (M-REV1)

La figura de la derecha muestra un módulo

“reverberante” con salida hacia un muestreo

eferente que podría representar una modelo de

columna cortical. La señal aferente es tratada una

y otra vez por el par de BAAs y es a su vez

modificada por la señal de entrada aferente del

Módulo. Se proporciona una salida (Aout) que envía señal enriquecida a la aferencia fuente.

El módulo también puede conectarse a otros 6 que le rodean gracias al módulo RLx6.

También dispone de una salida y una entrada (Revout y Revin ) para “ampliar la columna”.

2.12.2.5.5 Módulo Reverberante a varios niveles (M-REVx)

En la figura hemos unido varios Módulos Reverberantes en serie, de tal manera que la información

que los atraviesa sea más y más abstraída o si se quiere, enriquecida. A cada nivel se mantiene un

nivel de muestreo aferente. Cada Nivel se relaciona con los niveles equivalentes.

Los A-Ideos que entrarían en el reverberador provendrían de canales aferentes o del final de uno de

éstos canales.

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Grupos de M-REVx se relacionarían a través de las X1-6 con grupos

de M-REVx de aferencias anteriores o posteriores, o procedente

de otros tipos de aferencias.

2.12.2.5.6 Otros Módulos posibles

Cualquier organización modular es posible.

En la figura de la derecha se muestra un

ejemplo de ello: Dos canales aferentes de

entrada se recombinan, sus salidas son

muestreadas y una de las recombinaciones se

inyecta a un BAA para abstraer/enriquecer su

información.

El Módulo de la izquierda muestra un grupo de

aferencias que son tratadas cada una por un

canal aferente, y cuyas salidas se recombinan

para generar A-Ideos Eferentes.

La parametrización de Módulos, de incluir el

configurar “arrays” de elementos que se

conectan según un patrón.

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2.12.3 Configuración de elementos y Módulos

Mediante la Gestión de Bloques generaremos los mapas de interconexiones de elementos de

Gerdo. Sólo queda establecer los parámetros con que cada bloque y módulo trabajarán.

Mediante los Módulo podremos extender el funcionamiento de los Bloques hacia cualquier

funcionalidad.

Ahora, estableceremos el método para parametrizar cada uno de los Bloques y cada uno Módulo

que definamos.

Utilizaremos una terminología análoga a la usada en POO:

Clase: Definición completa de un Bloque o Módulo de Bloques.

Objeto: Instanciación de una Clase, o dicho de otra manera, la definición/implementación completa

de un Bloque o Módulo.

Herencia: Cuando una Clase, hereda todo el comportamiento de otra. De esta manera, al crear una

nueva Clase, no partiremos de cero; partiremos de todo lo que es y hace la Clase de la que se

hereda. A partir de esa herencia podremos agregar o modificar nuevos comportamientos.

Propiedades: Las valores de configuración de cada Clase.

Propiedades Públicas: Propiedades que se pueden modificar desde el diseño global.

Propiedades Privadas: Propiedades que no se pueden modificar desde el diseño global.

Propiedades Protegidas: Propiedades que se pueden modificar sólo desde clases heredadas.

También utilizaremos terminologías de variables y arrays para

el flujo de A-Ideos (entradas y salidas).

NOTA: El software en el que se desarrolla Gerdo, se realiza

en inglés, por lo que todos los nombres de Clases, Funciones,

Propiedades, etc., se referirán en inglés. Los nombre se

escribirán sin espacios, en minúsculas y escribiendo en

Mayúscula la primera letra de cada palabra, facilitando la

legibilidad.

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2.13 Integración

Gerdo dispone de una arquitectura que permite generar todo tipo de modelos basados en canales

de abstracción de información aferente y conectarla a canales eferentes.

La flexibilidad, versatilidad, capacidad de crecimiento, e interacción ha quedado descrita, pero de

tales capacidades surge la necesidad de cómo controlar todas estas capacidades sin perder el

sentido de lo que queremos implementar.

Según configuremos más y más Bloques y

Módulos nos surgirá la necesidad de

entender y controlar la gran cantidad de

ubicaciones, relaciones, interconexiones, etc.

Será imprescindible un tratamiento

tridimensional de ubicación, parametrización

e interconexionado que además nos

“conecte” con la realidad espacial de los

modelos que pretendamos implementar.

Tan importantes como lo propios elementos de

Gerdo, serán los sistemas que permitan su

definición, implementación, interconexión, análisis,

trazado, almacenamiento, etc.

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3. Final

Con lo expuesto hasta el momento, se establecen los primeros elementos de un modelo de

ingeniería para la generación de procesos intelectuales.

Evidentemente queda mucho trabajo por hacer para empezar a tener conclusiones, medidas, y

alguna certeza que nos indique los siguientes pasos a dar para conseguir despertar a Gerdo. Creo

que no hay otro camino que partir de una teoría siempre discutible, pero razonablemente válida,

para establecer un modelo mensurable con el que poder trabajar.

Se están desarrollando todo un conjunto de elementos software que dan soporte a lo hasta ahora

descrito. Pronto tendremos las primeras conclusiones que iremos publicando.

También se están estableciendo algunas teorías sobre las inteconexiones entre flujos de

información aferente, que sin duda serán probadas en cuanto esté disponible el primer modelador.

Espero haber hecho comprensible el modelo en el documento. Cualquier consulta, idea o

colaboración serán bienvenidas.

Cualquier aportación a su desarrollo e implementación será siempre bienvenida. Para avanzar con

el proyecto es necesario que se impliquen medios y personas con la capacidad e ilusión para

ponerlo en marcha.

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Autor:

Carlos Mª Bustos Lozano

Ingeniero Técnico Industrial Electrónico-Eléctrico

Analista y Desarrollador de Sistemas Software y Hardware

[email protected]

Segovia – España 2013

Documento está presentado en el Registro de la Propiedad Intelectual de Segovia el 20 de Junio del 2013 y con referencia

SG-47-2013