Алгоритмы разума - Амосов Николай Михайлович. Страница 19

Рис. 27. Изменение коэффициента времени в зависимости от предполагаемого срока ожидания «платы» для двух типов характера.

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

Величина стимула от будущей «платы» определяется двумя факторами. Первый и главный — напряжение потребности и ее значимость. На рис. 22 показана характеристика «плата» — чувство. Исходное состояние потребности определяется точкой а, показывающей остаточную ее удовлетворенность после полученной в прошлом «платы». Приращение чувства, которое стимулирует деятельность,— это теоретическое желание Ч_МАКС от точки а до полного удовлетворения потребности как чувства — до предела притязаний. Абсолютная величина Ч_МАКС зависит также от значимости самой потребности.

Следует заметить, что истинное приращение чувства Ч, то есть стимул, при очень напряженной потребности меньше, чем максимально возможное. Голодный человек мечтает не о максимуме наслаждений вкусными яствами, а о том, чтобы удовлетворить острый голод какой-нибудь пищей. Однако этой поправкой на уменьшение притязаний в первом приближении можно пренебречь.

Второй фактор (или коэффициент при стимуле) — это реальность получения «платы» в результате деятельности. Она определяется вероятностью успешности действий и некоторым коэффициентом времени. Представить этот фактор не просто. Можно привести множество примеров, но я ограничусь двумя. Человек переходит дорогу и видит мчащийся на него автомобиль. Откуда берутся силы! Тут коэффициент времени равен единице, так как главное не в том, что вероятность смерти высокая (но не стопроцентная, ведь человек знает, что не все умирают под колесами), а в том, что она угрожает немедленно. Другой пример. Достоверно известно, что курение угрожает человеку раком легкого. Тоже не всем, но с вероятностью 1:10. Однако не теперь, а в будущем, для молодого, может быть, лет через сорок. И юноша не бросит курить, даже если он врач и хорошо осведомлен о вреде курения. Дело снова в коэффициенте времени. На рис. 27 изображена гипотетическая функция величины этого коэффициента в зависимости от срока ожидания «платы». Показаны две кривые — одна для людей, живущих «сегодняшним днем», другая — для дальновидных и настойчивых. Коэффициент времени или поправки на будущее у них существенно разные. Видимо, этот коэффициент не является простым следствием уровня интеллекта, а заложен от природы, в генах. Интеллект только уточняет вероятность будущих событий, то есть определяет другой компонент реальности. У животных характеристика временн'ого коэффициента падает очень круто, не говоря уже о том, что они не могут прогнозировать события далеко вперед.

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

Функциональный акт

Любой интеллект функционирует дискретно. Если говорить точнее, то это сочетание непрерывных и дискретных процессов. Впрочем, существуют ли вообще чисто непрерывные процессы. Во всяком случае, в сложных системах любое непрерывное есть только статистика большого числа отдельных событий. В мозге, например, вся деятельность нейронов выражается отдельными импульсами.

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

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

Рис. 28. Этапы функционального акта.

В самом общем виде ФА можно описать так.

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

Второй этап — анализ. Он состоит из трех моментов:

а) распознавание — сравнение первичной моделикартины с моделями-эталонами разной степени обобщенности, взятыми из постоянной памяти. В результате сравнения получается «вторичная модель» — переписанная своими моделями-«словами» картина среды, в которой отражена субъективность и ограниченность интеллекта;

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

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

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

а) «фраза» последовательности действий;

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

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

Четвертый этап — решение, представляющее собой включение плана в действие. Решение возможно только в том случае, если суммарный стимул больше суммы «тормозов», предполагаемых в процессе выполнения действий и учтенных при планировании. «Тормоз» определяется сопротивлением среды.

Пятый этап — действия по реализации плана, то есть «считывание» модели последовательности действий под контролем обратных связей, воспринимаемых изменений объекта и затрачиваемых усилий. При рассогласовании и недостатке стимулов действия прекращаются, и производится новое планирование.

Алгоритм упрощенного функционального акта

Реальные ФА очень сложны. Сложны модели среды, многочисленны критерии, разнообразны варианты действий. Чтобы представить алгоритм ФА, нужно упростить его до предела. На рис. 29 показана схема такого упрощенного ФА.

Рассмотрение его начнем с критериев (потребностей, чувств). Как минимум для понимания ФА необходимы четыре критерия. Первый (главный) — специфический, например голод как потребность «тела», второй — любознательность, третий — «рефлекс цели», четвертый — универсальный «тормоз» — утомление. Три последних критерия рабочие. Для каждого критерия необходимы характеристики и точки исходного состояния на них. Для голода, например, это будет зависимость чувства от количества пищи. Исходное состояние — некоторая низкая степень насыщения, оставшаяся после предыдущего приема пищи. Для критерия любознательности характеристика отражает потребность в информации, то есть зависит от числа и сложности новых моделей среды. Исходное состояние — некоторый «информационный голод». Критерий цели стимулируется от реальности цели, ее близости во времени и в соответствии с «процентом» выполнения плана. Вначале, естественно, он не действует. Критерий утомления включается от любого действия — в зависимости от его утомительности.

«Мысленные» этапы ФА — анализ, планирование — менее утомительны, но они надоедают, наскучивают. «Двигательные» этапы зависят от сопротивления объекта действия — «тормоз» от утомления может быть очень велик. По каждому виду действий — с моделями или с объектами, при восприятии или планировании — утомление отсчитывается от нуля. Значимость каждого критерия различна и задается заранее. Так, голод намного важнее, чем любознательность и удовольствие от достижения цели, но утомление в своем крайнем проявлении сравнимо с голодом.