Когнитивная наука Основы психологии познания том 2 Величковский Б М (стр. 89 из 118)

Среди более когнитивных компонентов оснащения мобильных роботов следует упомянуть «карты», или модели окружения, используемые для навигации. Конечно, такие карты полезны лишь постольку, поскольку имеются алгоритмы перехода от фиксированной в них информации к планированию действий и осуществлению движений. Обычно такая информация задается в форме дискретных графов, и задача планирования состоит в нахождении кратчайшей, с учетом выполнения ряда критериев,

²² Одним из несомненных достижений в области «биомеханики» роботов является
создание «автономного агента», способного прыгать с ветки на ветку подобно тому, как
это делает обезьяна в тропическом лесу (Saito & Fukuda, 1994). 315

là__

траектории между вершинами, репрезентирующими Istwert и Sollwert, а затем и практического движения по этой траектории. Возможно, что решение подобных задач, а именно задач на удовлетворение множественных ограничений (см. 2.3.3 и 7.3.3), было бы успешнее в случае использования не графов, а какой-нибудь более гомогенной, например аналоговой, формы репрезентации, способной передавать информацию о градиентах приближения к цели. Сама цель при этом могла бы рассматриваться как аттрактор, некоторый локальный минимум в многомерном ландшафте возможных состояний системы. Этот подход реализуется в некоторых коннекционистских программах. Кроме того, делаются первые попытки использования гибридных архитектур, обычно с элементами вертикальной организации: на нижнем уровне реализуются сенсомоторные процессы, а на верхнем — процессы управления и контроля («критики»), включающие моделирование среды, целепола-гание и планирование действий.

При весьма скромных затратах времени и средств на моделирование способностей к абстрактному мышлению, видное место в современной роботике занимают вопросы коммуникации и практического взаимодействия. Причиной этого являются следующие очевидные соображения. Во-первых, типичные задачи для мобильных роботов, такие как обследование акватории порта в поисках мин или очистка территории после экологической катастрофы, предполагают кооперацию нескольких, иногда множества относительно простых (а следовательно, дешевых) роботов и сочетания их автономности с управляемостью со стороны человека. Во-вторых, часть систем, прежде всего гуманоидные роботы, создается для использования в медиабизнесе и рекламе. Понятно, что главное требование к ним — имитация человеческих форм общения. Более отдаленная цель состоит в объединении этих двух линий, что может быть достигнуто только путем координации ресурсов, по типу эффектов совместного внимания, известных из исследования раннего отногенеза (см. 4.1.1 и 7.1 2). Такие проекты ведутся сейчас в ряде лабораторий, в частности, в Массачусетском технологическом институте. На рис. 9.2 показана серия эпизодов из экспериментов, направленных на тренировку простейших процедур координации внимания человека и робота.

Популярным, хотя и весьма размытым понятием в современной литературе является термин «агент». Под «агентом» может пониматься любая нетривиальная часть некоторой более широкой среды, ситуативно адаптированная к ней и проявляющая какие-либо другие признаки интеллектуального поведения, например, способность к ответам на вопросы и другим формам взаимодействия (Поспелов, 2003). Это может быть программа вычислений, компьютер в сети, мобильный робот и, конечно же, живой организм. В связи со стремительным развитием Интернета как универсальной среды для размещения знаний и появлением технологий виртуального поиска данных (см. 7.4.3), для когнитивных исследований особенно интересны так называемые виртуальные агенты — при- кладные программы автономного поиска данных по сформулированным

_J

Рис. 9.2. Три эпизода в попытках управления «вниманием» робота: А — робот фиксирует объект, Б — переходит к фиксации лица экспериментатора; В — легкие движения объекта вновь привлекают «внимание» робота к объекту.

пользователем на естественном языке требованиям. Поскольку такие программы для упрощения коммуникации с пользователем обычно снабжены антропоморфным интерфейсом, то в ходе развития этой технологии приходится сталкиваться с проблемами, возникающими и при создании гуманоидных роботов.

В плане более фундаментальных исследований виртуальные агенты служат материалом для моделирования различных аспектов эволюции живых организмов в рамках подхода, получившего название «эволюционная кибернетика» (см. Редько, 2001). В частности, любая важная система организма человека может рассматриваться как сложное сообщество клеточных агентов²³. Процедуры управляемого экспериментатором обучения нейронных сетей, такие как обратное распространение ошибки, не очень убедительны с биологической точки зрения. Интерпретация изменений работы нейронных сетей мозга поэтому часто ведется с позиций теории нелинейных динамических систем (см. 2.3.3 и 9.4.3). Эта теория подчеркивает значение самоорганизации, допускает возможность резких изменений сложности системы (так называемых «бифуркаций») и играет важную роль в устранении гомункулусов (но часто и менталистской терминологии!) из объяснительных схем. Интересна в связи с этим демонстрация того, что появление некоторого сложного продукта работы множества агентов не обязательно предполагает с их стороны возможности планирования поведения, наличия интенций и даже каких-либо коммуникативных способностей, выходящих за рамки элементарной сенсорики. Классическим примером служат постройки термитов, которые

²³ Примером может служить функционирование иммунной системы человека. Защита организма от инфекций и вредных воздействий различного рода — бактерий, вирусов, паразитов и т.д. — представляет собой комплекс сложных «задач», решение которых требует великолепной памяти и постоянного гибкого регулирования числа используемых для отражения опасности гетерогенных средств-агентов.

317

là

возникают в результате выполнения простых рефлекторных актов, «управляемых» ограничениями физической среды. Другая примитивная форма организации коллективного поведения — это имитация, которая внешне может выглядеть как осознанное единодушие действующих совместно агентов, но фактически не требует никаких когнитивных репрезентаций²⁴

Создатели систем виртуальной жизни, особенно в области прикладной робототехники, вынуждены учитывать элементарную логику действия, отличную от классического исчисления предикатов, положенного в основу символьных моделей искусственного интеллекта. Речь идет, в частности, о временных логиках как подклассе модальных логик (Не-пейвода, 2000). В этом контексте, например, конъюнкция двух истинных пропозиций не всегда истинна. Так, хотя при планировании действий может быть по отдельности справедливо, что робот способен

А: «повернуть руку-манипулятор влево на 90°» и

Б: «проехать вперед на расстояние 10 метров»,

но конъюнкция этих двух приказов-пропозиций может быть, тем не менее, невыполнимой, если, скажем, слева от траектории движений робота находится большой камень или дерево. Справедливо и обратное — невыполнимая «в лоб» операция может стать реализуемой в сочетании с другими поведенческими актами, на обходном пути, при движении с учетом рельефа местности и т.д. Даже наиболее философски настроенным разработчикам подобных систем тезис Фодора о методологическом солипсизме как стратегии исследования в когнитивной науке должен был бы казаться, по меньшей мере, странным.

Более того, как раз временные ограничения, заставляющие искать достаточные, а не самые интеллектуальные решения, обуславливают склонность работающих в этой области авторов к материализму поведенческого типа, так сказать, к нео-необихевиоризму. Так, один из наиболее известных сегодня экспертов, руководитель лаборатории роботики Массачусетского технологического института Родни Брукс называет себя сторонником антиментализма и пропагандирует... «антивычислительный подход» (Brooks, 1999). По его мнению, как искусственные, так и реальные живые существа в равной степени не могут позволить себе роскошь мышления в терминах специально конструируемых и удерживаемых в памяти ментальных репрезентаций окружения. Самое важное, как считает Брукс, что в постулируемой когнитивным подходом опоре на внутренние репрезентации нет никакой необходимости: опираться

²⁴ Как отмечалось в одной из предыдущих глав, неосознанная имитация играет существенную роль даже в процессах человеческого речевого общения, казалось бы, целиком построенных на рефлексивном учете знаний и намерений коммуникативного партнера Эта имитация уменьшает когнитивную нагрузку, связанную с созданием, сохранением и 318 модификацией ментальных моделей (см 7 1 3)

надо на объективную реальность, которая есть самая полная «репрезентация самой себя» (Brooks, 1991). Как подчеркивает другой автор: «Биологические мозги — это во-первых и прежде всего системы управления движениями биологических тел. Биологические тела перемещаются и действуют в информационно насыщенной среде реального мира» (Clark, 1998, p. 506)²⁵.

9.3 Перспектива прямого реализма

9.3.1 Экологический подход: вклад Джи Джи Гибсона