Операторная Ячейка

Вы наверно уже слышали или читали про ИИ (искусственный интеллект) или о проекте СИРИУС (Система Искусственного Распределённого Интеллекта Универсальной Структуры). К этому хочу предоставить Вашему вниманию ещё один вариант реализации ИИ.

Содержание

  • Введение
  • Нам небходим ИИ!
  • Как появилась теория ячейки
  • О структуре и функционировании "ячейки"
  • Экономичность ресурсов "ОЯФ"

Введение

 

У ИИ не только много сторонников, но и не меньше (а может и больше) противников. Вступление я адресую именно им, противникам ИИ. Вот некоторые доводы, говорящие в пользу ИИ.

Довод первый

 

Вы наверно помните, как ругали генетику, сколько у неё было противников, как её называли лженаукой. А теперь, посмотрите вокруг: лекарственные препараты, синтезируемые генетически изменёнными дрожжевыми грибками; бактерии, которые синтезируют различные красители. Даже уже некоторые фрукты и овощи, для повышения их урожайности выведены не путём селекции, а путем генетических изменений (хотя по сути своей генетическое усовершенствование вида является быстрой селекцией (в кишечниках приматов вида человека разумного каждую секунду образуется несколько новых штаммов E.coli)).

Довод второй

 

Другим, я думаю не менее убедительным, доводом в пользу реализации ИИ является сам человек, вернее способность его мозга к мыслительному процессу (хотя мыслительным процессом можно назвать и деятельность мозга (именно мозга, а не коры, т.к. она есть далеко не у всех)) различных животных.

И так, человек. Хотя многие из нас забыли, что мы относимся к царству животных, но это так. Именно потому, что мы животные, хотя и эволюционировавшие корой головного мозга чуть лучше, чем другие наши соседи на этой планете, но не настолько высоко, как нам кажется и остался тот негативизм людей ко всему неизвестному. Самым простым примером является страх ребёнка перед темнотой ночи, перед тёмными комнатами и пещерами.

Взрослые, хотя и не боятся темноты, но также имеют характерный негативизм ко всему неизвестному. Задумайтесь сами, почему во всех, почти во всех, фильмах про инопланетян они хотят кого-то украсть, мучить и, наконец, завоевать нашу планету. Ну а античная литература – явный пример наших людских страхов: корабль «АРГО», на котором путешествовали аргонавты, помните, по какому миру он плавал, сколько в нём было чудищ, сколько НЕИЗВЕСТНЫХ существ.

Это было необходимо нашим диким предкам для выживания, для эволюции нашего вида. Проведите сравнение с нашими близкими родственниками, другими приматами. Они относятся с таким же «недоверием» ко всему им неизвестному, например к другому существу их вида, тем более к существу другого вида, например к исследователю, который за ними только наблюдает, не намереваясь причинять вред, например к ветеринару, который намеревается их осмотреть и лечить, если болен.

Довод третий

 

Знание не может быть злым.

Это утверждение легко доказать, если вспомнить, например, как люди раньше относились к китам и акулам. Киты раньше уничтожали людские корабли, уничтожали до тех пор, пока мы не узнали их лучше; акулы были врагами людей №1 до тех пор, пока мы с ними также не познакомились получше. На сегодняшний момент люди живут бок о бок с акулами, со львами и очень даже ладят.

Корабль «АРГО», после того, как люди обследовали в довольной мере окрестности своего жилища просто перестал быть нужным, хотя Вы, наверное, убедились, что его «остатки» доплыли и до наших дней. Таких примеров можно привести ещё очень и очень много…

Нам небходим ИИ!

 

Эта необходимость обусловлена прежде всего нарастанием человеческих знаний в различных областях науки, усложнение, в связи с этим, управления различными приборами и “механизмами” (например пилотируемые космические полёты, марсоходы и т.п.). Научная информация нарастает в геометрической прогрессии, попробуй разобраться в её истинности и ложности, попробуй синтезировать несколько наук, например биологию, медицину, физику, математику и химию в самом подробном виде этих наук, а не в общих чертах. Например, только в мед академии на педиатрическом факультете необходимо учиться шесть лет, после неё ещё минимум три года, чтобы стать хорошим врачом, а если изучать ещё другие науки?..

Человеческий мозг (извините, напрашивается уменьшительно-ласкательное слово мозжечок (сравнение не имеет ничего общего с анатомической структурой, называемой так)) скоро не в силах будет ассоциировать одновременно такое количество информации, находящейся даже в пределах определения одной науки. Да и сами подумайте, насколько медленно человечество что-либо изобретает и открывает, а как хочется ускорить процесс получения, образования если хотите, новых духовных и материальных благ…

Мне однажды на интернет-форуме пришла фраза, в которой говорилось, что «компьютер не заменит» человека и обозвали меня «людоедом», обидно конечно.… Да, компьютер и не собирается заменять человека в прямом понимании этого выражения, но он может дополнить его, усовершенствовать структуры человеческого организма, что в конечном счёте может привести к безграничному продлению человеческой жизни и т.п. Ведь уже сейчас идут работы по интеграции человека с компьютером, вспомните опыт с вживлением чипа в организм, с помощью которого можно дистанционно открывать и закрывать двери, включать и выключать свет. Ну, думаю, хватит доводов, теперь о том,

Как появилась идея "ячейки"

 

До того, как появилась идея «операторной ячейки» я много думал над созданием ИИ. Были идеи создания нейроподобной системы, но очень скоро я её отверг в связи с тем, что у меня, да и у всего человечества не хватает знаний о функции отдельных структур, да и всего мозга в целом, хотя структура этого органа практически полностью выяснена. Сложность состоит не только в симуляции структуры коры головного мозга, сделать то было бы не так сложно, несмотря на всеобщую убеждённость в обратном.

Кора большого мозга (нейрокортекс) гистологически содержит шесть слоёв нервных клеток.

Цитоархитектоника коры снаружи внутрь:

  1. Молекулярный. Содержит редкие перикарионы, здесь проходят аксоны и дендриты.
  2. Наружный зернистый. Содержит пирамидные и звёздчатые нейроны.
  3. Наружный пирамидный. Пирамидные нейроны, размеры их перикариона возрастают в глубоких частях слоя.
  4. Внутренний зернистый. Содержит мелкие звёздчатые клетки.
  5. Внутренний пирамидный (ганглионарный). Крупные пирамидные нейроны и небольшое количество звёздчатых клеток.
  6. Полиморфный. Множество нейронов различной величины и формы, а так же пирамидные и зернистые нейроны.

 

Нейроны:

Пирамидные (Клетки Беца и Клетки Мейнера). Звёздчатые нейроны. Веретеновидные нейроны. Клетки Мартинотти. Горизонтальные нейроны Рамон-и-Кахала.

Это очень приблизительное описание клеточного состава коры. Более подробно о структуре коры и некоторых нейронов можете узнать из учебников по гистологии для медицинских ВУЗов. Основываясь на знании структуры коры и её нейронов, а так же на знании электрофизиологии каждого нейрона можете на Вашем ПК смоделировать его работу. Но несмотря на эту возможность я отказался от её моделирования, так как кроме этого кора больших полушарий состоит из модулей.

Модуль имеет в поперечнике около 0,1 мм и пронизывает всю толщу коры. В зрительной коре типичный модуль включает более 100 тысяч синаптически связанных клеток, образующих локальные нейронные сети. Модули контактируют друг с другом коллатералями дендритов и аксонов.

Хотя модульное строение может быть компенсировано скоростью процессора, но модель не будет обладать разумом как таковым, и это будет, вероятно, связано с тем, что в процессе мышления участвуют разные структуры помимо коры большого мозга. Разные участки коры имеют так же разные функции и структуру, вот это и составляет большую сложность. Так же, вероятно, в процессе мышления принимает участие и нейроглия, которая так же обладает особенными электрофизиологическими свойствами.

Надеюсь, Вы убедились в бессмысленности моделирования коры головного мозга на ПК на данном этапе развития нашей науки. Хотя попытки создания нейроподобных процессоров приносят весьма воодушевляющие результаты.

После отвержения этой идеи появилась другая, которую я успешно воплотил в жизнь. Это был словесный интерпретатор. Он учитывал практически все возможные характеристики слова, как в моей интерпретации, так и характеристики слова (части речи, падежи, склонения и т.п.), описанные правилами русского языка, а так же, что немаловажно, и его модальность. Он (интерпретатор) присваивал каждой характеристике (свойству) в определённой группе свойств числовое значение, записывая их вместе со словом, его синонимами, антонимами, омонимами в файл.

Когда файл переполнялся, а я писал первую версию на QB4.5, где существенное ограничение на размер записи в файл, записи слов продолжались в следующий, созданный программой. Считывание проходило по похожей схеме. Аналогично было и с предложениями, только в дополнение записывались ответы на вопросительные предложения и вопросительные к восклицательным и повествовательным. Одновременно происходил и анализ слов и предложений исходя из модальности и доброжелательности собеседника и, соответственно этому, выдавался результат. Но это был полный самообман, интерпретатор только льстил собеседнику и копировал его, создавая эффект разумности в то время, когда я разговаривал сам с собой через компьютер. Но произошло чп.: вирус CIH уничтожил и мой винчестер, на котором хранились все проекты, почти все (самые черновые варианты сохранились на одной забытой дискете, которую я недавно нашел). Так что если захотите, я их вам вышлю (на языке QB4.5 и на VB6.0).

Далее появилась идея «Операторной Ячейки».

О структуре и функционировании "ячейки"

 

Не стоит даже и пытаться на данном этапе развития человечества копировать такое сложное существо, как человека (могут получиться только отдельные функционирующие части, но не существо (даже не его разум) в целом). Для осуществления самообучающейся файловой системы всего-навсего необходимо дать процессору возможность самостоятельно использовать ресурсы машины, не пытаться копировать природу, а взять у неё только принцип организации нервной системы всех существ обладающих хотя бы намёком на существование оной. Этот принцип позволяет существовать всему нас окружающему – ПРИНЦИП САМООРГАНИЗАЦИИ ХАОСА.

Для этого (в зависимости от цели обучения) можно пользоваться любым языком программирования, но лучше АССЕМБЛЕР (наилучший вариант - использовать ИНСТРУКЦИИ ПРОЦЕССОРОВ (~300), что позволяет наиболее полно использовать машину). Для создания подобных систем советую помнить принцип Бауэра: жизнь – это состояние устойчивого неравновесия!!! И, второе, на пути от неживого к живому увеличивается способность черпать «ресурсы» из энтропии!!!

Ячейка:

Она представляет собой список инструкций процессора (список операторов), RANDOMIZE TIMER, или, вместо него, формулу Хебба (наилучший вариант даёт применение стохастического фрактала и изменённой формулы Бенуа Мандельброта (в итерационном процессе случайным образом меняются какие-либо его параметры))! ««Итерационный процесс - числовая последовательность, каждый следующий член которой равен квадрату предыдущего плюс постоянное слагаемое. Итерация - математическое действие, когда, образно говоря, без конца решается один и тот же пример, только каждый раз в качестве одного из слагаемых подставляется сумма предыдущего вычисления»».

Эффективность итерации в данном случае можно образно описать так:

«Если итерировать алгоритм, скажем, десять тысяч раз, на экране появятся десять тысяч точек. Где возникнет следующая, каждый раз неизвестно. Но постепенно начнёт проступать контур листа, потому что все точки будут внутри этого контура. Это уже не лист, а математический объект. В нём разом сходится всё неизбежное и всё непредсказуемое. По этому принципу создаёт себя сама природа: от снежинки, до снежной бури.… Знаешь, это так здорово. Аж сердце замирает. Словно стоишь у истоков мироздания…» (Том Стоппард. «Аркадия»).

Функционирование:

С помощью названных формул, или запрограммированного процесса, что несколько быстрее и точнее, (описание алгоритма у меня имеется) происходит формирование различных комбинаций «тренировка», начиная с одного оператора (инструкции, свойства и др., в зависимости от языка) и до определённого программистом уровня. Далее, после «1.тренировки» должна происходить «2.проверка», в результате которой комбинации подразделяются на три группы: а - непригодные к использованию,b- пригодные к использованию на только на данной машине, с - пригодные к использованию (те, которые не выдают ошибки) и записываются в три группы файлов соответственно. Происходит третий процесс «3.изменение связей», иначе говоря – генерация новой комбинации.

Это похоже на принцип действия перцептрона (персептрона) (см. книгу Радиоэлектронные игрушки Я.Войцеховский, перевод с польского М., «Советское радио», 1977 год, стр459) - элиминация ненужных связей и оставление пригодных к использованию. После генерации новой комбинации она сверяется с записанными в файлах для избежания повтора. Так происходит до тех пор, пока файлы не заполняется, после чего создаётся следующие файлы и т.д. При заполнении двух, трёх и более файлов (больше одного) начинается комбинация записанных комбинаций в файлах, комбинации которых пригодны для использования (группы b и с). Так создаётся новая группа файлов, комбинации в которой опять подвергаются комбинированию и так до 50 - 55 (как минимум, исходя из расчётов) и до нужного значения. Для общения создаётся два файла: один для пользователя, другой – для подобной программы. Третий файл для задания программе задачи (необходимо для предотвращения выхода программы из-под контроля). (Есть ещё несколько секретов).

Лучше будет, если Вы будете создавать отдельными исполняемыми файлами единую систему на разных языках. Например, анализатор голоса на одном, управление видео – на другом.

Особенность «ОЯФ» заключается в том, что её аналоги можно использовать в роботостроении, причём, она будет действовать более эффективно, чем на персональном компьютере и стационарных системах. На манипуляторах целесообразно применять устройства обратной связи (5 – n меток на одном) для облегчения ориентации манипулятора или другого подвижного устройства «ОЯФ» в пространстве. Можно создать по принципу «ОЯФ» самообучающегося автономного робота, но для этого нужна команда, лаборатория и финансирование, с чем у нас в стране «напряг».

Экономичность ресурсов "ОЯФ"

(надо сказать, что "памяти"-то займет много, при использовании её в качестве генетического алгоритма.)

 

Одним из преимуществ «ОЯФ» является то, что можно для её реализации можно использовать и при дефиците возможностей процессора (машинные команды) и в языках, в которых мало операторов.

Пример:

У нас имеется язык с четырьмя операторами: A, B, C, D. Значит в файлы первой группы будет записано четыре комбинации из одного файла (здесь и далее я буду описывать комбинации, возникшие при применении моего алгоритма комбинаций). В файлах следующей группы 12 (AB, BA, AD, DA, AC, CA, BC, CB, BD, DB, CD, DC). В группе из трёх - и группе из четырёх - операторных комбинаций по двадцать четыре комбинации в каждом (4!=1*2*3*4=24). А далее – из пяти, шести и более комбинаций, до значения, которое будет задано составителем программы (или пользователем при определённых вариантах её реализации).

Составление случайного кода для интерпретации похоже на составление генетического кода у живых организмов, например четырёхоператорные комбинации:

ABCD BACD CABD DABC
ABDC BADC CADB DACB
ACBD BDAC CBAD DBAC
ACDB BDCA CBDA DBCA
ADCB BCAD CDAB DCAB
ADBC BCDA CDBA DCBA

в которых просматривается алгоритм, используемый мной для их создания, можно представить следующим образом:

 
   ИК                ADCB
   ИК                ADBC
                        ABCD
                      BACD
                   CBAD
                CDBA
                   BDAC
                      CABD
                         ABDC
                       BADC
                    CDAB
                  DCBA
                     BCAD
                       DABC
                          ACBD
                       CADB
                    DCAB
                  BDCA
                     DBAC
                       DACB
                          ACDB
      КТ       BCDA
      КТ       CBDA
      КТ       DBCA

 

 123

Правда, смахивает на гентический код (только там триплеты), даже есть Кодоны – Терминаторы (нонсенс кодоны, стоп кодоны)? Кстати, такая спираль, крутящаяся вокруг какой-либо литеры получаются и при других количествах меток в комбинациях. Наглядно, что возможности комбинаций, а, следовательно, и возможности механизма, пользующегося принципом, похожим на «ОЯФ» практически безграничны.

PS! Пусть не сильно осуждают меня специалисты в затронутых мною областях науки за некоторую упрощённость (если так можно выразиться) приведённой информации. Пишите, буду рад любой критике, любому совету и помощи. Жалко, что на момент написания статьи не имел понятия о генетических и других интересных алгоритмах. Рекомендую, перед тем, как заняться изучением проблемы ИИ, ознакомиться с гистологией, нормальной и патологической анатомией и физиологией (нейрофизиология, помимо всего прочего, весьма интересна), мед. биофизикой; общей, биологической и биоорганической химией; биологией; теле радиомеханикой и, желательно, иметь представление об одном-двух языках программирования. Пару учебников по неврологии, психиатрии и т.п. иметь под рукой не повредит. Эти дисциплины существенно помогут понять механизмы функционирования живых существ.

PPS! Если после прочтения Вы решили дать жизнь ИИ, или хотя бы поверили в возможность его существования, то я буду считать свою задачу выполненной.

2002-09-09 в 23:23.

15.03.2010 Фешин В.А.

Прочитана 1357 раз
Автор: Фешин В.А.