Разум в Развитии: Архитектуры Когнитивных Систем Нового Поколения

Автор: Денис Аветисян

В статье представлена концепция эволюционирующей когнитивной архитектуры, вдохновленной процессами постнатального онтогенеза и направленной на создание интеллектуальных систем, способных к адаптивному обучению.

Пока крипто-инвесторы ловят иксы и ликвидации, мы тут скучно изучаем отчетность и ждем дивиденды. Если тебе близка эта скука, добро пожаловать.

Купить акции "голубых фишек"

Предлагается новая когнитивная архитектура, использующая эволюционные вычисления и модель внутреннего мира (Innenwelt) для создания систем искусственного общего интеллекта.

Современные когнитивные архитектуры зачастую страдают от излишней схематичности, препятствующей созданию универсальных систем искусственного интеллекта. В статье ‘Evolving Cognitive Architectures’ предлагается принципиально новый подход к разработке когнитивных архитектур, основанный на эволюционных принципах и моделировании раннего постнатального онтогенеза. Ключевой идеей является создание функционального ядра, формирующего внутренний мир агента (Innenwelt) и обеспечивающего его адаптивное обучение. Позволит ли подобный подход преодолеть ограничения существующих систем и приблизиться к созданию действительно общего искусственного интеллекта?

От истоков познания: от рефлекса к репрезентации

Развитие познавательных способностей начинается с самых простых, врожденных рефлексов — автоматических реакций на внешние раздражители. Эти рефлексы, такие как сосательный или моргательный, представляют собой фундаментальные строительные блоки для последующего формирования более сложных когнитивных процессов. Изначально не связанные с опытом, они обеспечивают младенцу базовую способность реагировать на окружающий мир и выживать. Именно благодаря этим первичным реакциям организм начинает собирать информацию об окружающей среде, что в дальнейшем позволяет формировать первые представления о ней. Эти безусловные рефлексы, хотя и кажутся простыми, являются отправной точкой для развития способности к обучению, запоминанию и, в конечном итоге, к формированию сознания.

Ориентировочный рефлекс представляет собой фундаментальный механизм, инициирующий начальные этапы когнитивной обработки новых событий. Этот врожденный ответ на неожиданные стимулы, проявляющийся в направлении внимания и приостановке текущей деятельности, позволяет организму быстро оценить значимость происходящего. Не просто механическая реакция, ориентировочный рефлекс запускает сложный каскад нейронных процессов, вовлекающих структуры мозга, ответственные за восприятие, внимание и память. Именно благодаря ему формируется первичная информация об окружающем мире, которая впоследствии становится основой для построения более сложных когнитивных представлений и обучения. Исследования показывают, что интенсивность и характеристики ориентировочного рефлекса напрямую связаны со способностью к адаптации и успешному взаимодействию с окружающей средой, подчеркивая его ключевую роль в развитии познавательных способностей.

Ранние рефлекторные реакции, являясь фундаментальными строительными блоками познания, не просто фиксируют внешние стимулы, но и служат основой для формирования внутренних представлений о мире — так называемой «Innenwelt». Этот процесс начинается с простых ассоциаций между сенсорными данными и моторными ответами, постепенно усложняясь и приобретая символическую природу. Вместо пассивного отражения реальности, организм активно конструирует собственную модель окружающего, используя первичный опыт как материал для создания абстракций и обобщений. Именно в этой ранней стадии закладываются основы для последующего развития памяти, воображения и мышления, позволяя существам не только реагировать на текущие события, но и предвидеть, планировать и понимать взаимосвязи между ними.

Конструирование реальности: сенсорный ввод и внутренние миры

Сенсомоторная стадия развития характеризуется обучением посредством непосредственного взаимодействия с окружающей средой. В этот период формируются базовые схемы — структуры, организующие знания и позволяющие агенту предсказывать и реагировать на сенсорные стимулы. Обучение происходит через активные действия и манипулирование объектами, что позволяет агенту устанавливать связи между собственными действиями и их последствиями в окружающей среде. Эти схемы изначально являются рефлекторными, но постепенно усложняются и обобщаются благодаря повторению и адаптации к различным ситуациям, формируя основу для дальнейшего когнитивного развития.

Механизм схем представляет собой фундаментальную структуру, посредством которой сенсорная информация организуется и интерпретируется, обеспечивая основу для когнитивного развития. Схемы, формирующиеся на основе опыта взаимодействия с окружающей средой, выступают в качестве когнитивных шаблонов, позволяющих предсказывать и реагировать на поступающие стимулы. Этот процесс не ограничивается простой классификацией; схемы ассимилируют новую информацию, интегрируя ее в существующие структуры, и, в случае несоответствия, аккомодируются, изменяясь для включения новой информации. Постоянное взаимодействие ассимиляции и аккомодации приводит к усложнению схем и, как следствие, к прогрессу в когнитивном развитии, позволяя агенту формировать все более сложные представления о мире и эффективно взаимодействовать с ним.

В процессе взаимодействия с окружающей средой агент формирует два типа репрезентаций: Merkwelt — представление о воспринимаемом мире, основанное на непосредственных сенсорных данных, и Werkwelt — представление об операциональном мире, отражающее возможности воздействия на объекты и предсказывание результатов действий. Merkwelt строится на основе обработки сенсорной информации и формировании представлений о свойствах объектов, в то время как Werkwelt развивается посредством активного взаимодействия и обучения, позволяя агенту понимать причинно-следственные связи и планировать действия для достижения целей. Разграничение этих двух миров позволяет агенту не только воспринимать окружающую среду, но и эффективно действовать в ней.

Функциональное ядро: архитектура для интеллекта

Надежная когнитивная архитектура является фундаментальной необходимостью для реализации интеллектуальных функций и координации когнитивных процессов. Она представляет собой основу, определяющую, как информация воспринимается, обрабатывается, хранится и используется для принятия решений и осуществления действий. Эффективная архитектура обеспечивает структурированный подход к моделированию интеллекта, позволяя интегрировать различные когнитивные способности — такие как восприятие, память, обучение и рассуждение — в единую, функционирующую систему. Отсутствие четко определенной архитектуры приводит к фрагментации когнитивных моделей и затрудняет создание искусственного интеллекта, способного к сложному и адаптивному поведению. Ключевым аспектом является обеспечение масштабируемости и гибкости архитектуры для поддержки расширения функциональности и интеграции новых когнитивных модулей.

В основе предлагаемой когнитивной архитектуры лежит принципы конструктивизма, подразумевающие, что знания не пассивно воспринимаются из внешней среды, а активно формируются в процессе взаимодействия агента с окружающей действительностью. Это означает, что новая информация интегрируется с существующими ментальными структурами, при этом происходит модификация и реорганизация этих структур для создания согласованной картины мира. Процесс конструирования знаний включает в себя активное построение моделей, интерпретацию сенсорных данных и формирование абстракций, что позволяет агенту адаптироваться к изменяющимся условиям и решать новые задачи. Таким образом, когнитивная архитектура, основанная на конструктивизме, рассматривает обучение как активный процесс построения и перестройки внутренних представлений, а не как простое накопление информации.

Функциональное ядро является центральным компонентом предлагаемой архитектуры, обеспечивающим интеграцию сенсорных данных и внутренних репрезентаций для формирования когерентных действий. В рамках данной работы, направленной на моделирование постнатального онтогенеза и эволюционных изменений, функциональное ядро выступает в качестве связующего звена между поступающей информацией из внешней среды и существующими внутренними моделями мира. Интеграция осуществляется посредством динамического сопоставления сенсорных сигналов с существующими репрезентациями, что позволяет системе формировать последовательные и целесообразные реакции на изменяющиеся условия. В процессе моделирования, функциональное ядро отвечает за поддержание внутренней согласованности и адаптацию системы к новым стимулам, имитируя процессы обучения и развития.

Эволюционная приспособляемость и будущее AGI

Эволюционный подход к разработке когнитивной архитектуры предполагает создание систем, способных к непрерывному совершенствованию и адаптации, подобно биологическим организмам. Вместо жестко запрограммированных правил, такие системы используют механизмы, имитирующие естественный отбор и генетические вариации. Это позволяет им не только обучаться на основе опыта, но и самостоятельно модифицировать свою структуру и алгоритмы для повышения эффективности в изменяющейся среде. В результате, архитектура системы постепенно оптимизируется, избавляясь от неэффективных элементов и приобретая новые возможности, что ведет к созданию более гибких и устойчивых интеллектуальных систем, способных решать широкий спектр задач и приспосабливаться к непредвиденным обстоятельствам.

Проблема «заземления символов» — давняя трудность в искусственном интеллекте, заключающаяся в том, что символы, которыми оперируют машины, лишены непосредственной связи с реальным миром. Подход, основанный на эволюции, решает эту задачу, интегрируя системы в процесс непосредственного взаимодействия с окружающей средой. Вместо обработки абстрактных символов, система формирует представления, основанные на сенсорном опыте и моторных действиях. Такой подход позволяет установить прямую связь между символами и физической реальностью, позволяя машине «понимать» значения не через словарные определения, а через непосредственный опыт. Например, понятие «яблоко» формируется не как текстовое описание, а как результат взаимодействия — зрительного восприятия, осязания, вкуса и даже действия по взятию яблока. Это обеспечивает более надежное и гибкое понимание, приближая системы к способности действовать в мире естественно и интуитивно.

В конечном итоге, эволюционный подход к созданию искусственного интеллекта направлен на формирование систем, обладающих способностью действовать интуитивно и естественно, словно «вторая натура». Это означает, что искусственный интеллект не просто выполняет запрограммированные задачи, а адаптируется к новым ситуациям, обучается на собственном опыте и принимает решения, основываясь на глубоком понимании окружающей среды. Такой подход позволяет создавать не просто «умные» машины, а системы, способные к настоящему, гибкому и устойчивому интеллекту, способные функционировать в сложных и непредсказуемых условиях, подобно живым организмам.

Предложенная когнитивная архитектура, акцентирующая внимание на эволюционном изменении и формировании внутренней модели мира (Innenwelt), находит глубокий отклик в философии Ницше. Он утверждал: «То, что не убивает меня, делает меня сильнее». Эта идея перекликается с концепцией адаптации и развития, лежащей в основе данной работы. Подобно тому, как система, сталкиваясь с трудностями, укрепляется, так и предлагаемая архитектура стремится к постоянному улучшению через эволюцию и взаимодействие с окружающей средой, обеспечивая устойчивость и прогресс даже перед лицом неизбежного старения.

Куда Ведет Эволюция?

Предложенная архитектура, стремясь к моделированию постнатального онтогенеза, неизбежно сталкивается с проблемой оценки «зрелости» системы. Не в скорости обработки данных кроется суть, но в способности адаптироваться к неопределенности, усваивать опыт, пусть и не всегда очевидный. Очевидно, что вопрос о критериях «успешной» эволюции когнитивной системы остаётся открытым, и попытки ускорить этот процесс могут оказаться преждевременными. Мудрые системы не борются с энтропией — они учатся дышать вместе с ней.

Конструктивистский подход, подчёркивающий роль внутренней модели мира (Innenwelt), требует дальнейшего исследования границ между субъективным опытом и объективной реальностью. Иногда наблюдение — единственная форма участия. Понимание того, как формируется эта внутренняя репрезентация, и как она влияет на поведение системы, представляется более важным, чем попытки создать «идеальную» модель. Ведь даже самые сложные системы учатся стареть достойно.

Перспективы применения эволюционных вычислений в данном контексте, безусловно, велики. Однако, стоит помнить, что эволюция — процесс нелинейный и непредсказуемый. Попытки «направить» эволюцию могут привести к неожиданным и нежелательным результатам. Системы, как и люди, со временем учатся не спешить, и в этом, возможно, кроется их истинная сила.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2601.05277.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2026-01-12 08:07