Γνωστικές αρχιτεκτονικές με βιολογικά κίνητρα (BICA) - δωρεάν μάθημα από την Ανοικτή Εκπαίδευση, εκπαίδευση 10 εβδομάδων, από 2 έως 3 ώρες την εβδομάδα, Ημερομηνία 28 Νοεμβρίου 2023.
μικροαντικείμενα / / November 30, 2023
Αυτό το μάθημα προσφέρεται σε μεταπτυχιακούς φοιτητές. Το BICA είναι ένας πολλά υποσχόμενος, ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας στη διασταύρωση της τεχνητής νοημοσύνης, της βιολογίας και της γνωστικής επιστήμης. Μια απόδειξη αυτού είναι ο αυξανόμενος αριθμός επιστημονικών δημοσιεύσεων που σχετίζονται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο με το BICA. Εδώ, η γνωστική αρχιτεκτονική γίνεται κατανοητή με την ευρεία έννοια, ως πρότυπο για την ανάπτυξη ευφυών παραγόντων. Οι πηγές βιολογικών κινήτρων είναι ο εγκέφαλος (νευροεπιστήμη) και η ανθρώπινη σκέψη (γνωστική ψυχολογία). Το μάθημα θα εξασφαλίσει ότι οι φοιτητές θα αναπτύξουν βασικές γνώσεις στον τομέα των γνωστικών αρχιτεκτονικών, των βασικών στοιχείων και αρχών τους, των προσεγγίσεων στην εφαρμογή τους, της μελέτης και της χρήσης τους σε εικονικά περιβάλλοντα. Οι μαθητές θα μάθουν για παγκόσμια προβλήματα τεχνητής νοημοσύνης και προσεγγίσεις που βασίζονται στο BICA για την επίλυσή τους, καθώς και για τις δοκιμές και τις μετρήσεις που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση. Ορισμένες από τις βασικές έννοιες και θέματα που αποτελούν τη βάση του BICA θα καλυφθούν λεπτομερώς, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων ανθρώπινης μνήμης, μοντέλων νευρωνικών δικτύων, σημασιολογικών χαρτογράφηση, συλλογισμός κοινής λογικής κ.λπ. Ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στον οδικό χάρτη για την επίλυση της πρόκλησης BICA και τις πολλά υποσχόμενες εφαρμογές των μελλοντικών BICA ανθρωποειδής τύπος.
Το μάθημα είναι δίγλωσσο. Το υλικό παρουσιάζεται κυρίως στα αγγλικά με ρώσικους υπότιτλους.
Ενότητα 1. Γενική εισαγωγή.
Μπορεί μια μηχανή να έχει συνείδηση παρόμοια με αυτή ενός ανθρώπου; Φιλοδοξίες και προβλήματα τεχνητής νοημοσύνης (AI). Γνωστικές αρχιτεκτονικές ως εναλλακτική προσέγγιση για τη δημιουργία AI. Ενδιαφέρον για αυτόν τον τομέα στον επιστημονικό κόσμο. Ερευνητικές κοινότητες γνωσιακής αρχιτεκτονικής.
Βασικές πληροφορίες από τη γνωστική ψυχολογία: ενδοσκόπηση, συμπεριφορισμός, γνωστική επανάσταση και υπολογιστική αναλογία του εγκεφάλου.
Μοντέλα συστημάτων ανθρώπινης μνήμης, ρητή και άρρητη, βραχυπρόθεσμη και μακροπρόθεσμη μνήμη. Στοιχεία του γνωστικού κύκλου, αντίληψη, προσοχή, φαντασία.
Ενότητα 2. Εισαγωγή στη Νευροεπιστήμη.
Μια σύντομη εισαγωγή στη νευροεπιστήμη: στοιχεία νευροφυσιολογίας και νευροανατομίας, συμπεριφορική, υπολογιστική, νευροεπιστήμη συστημάτων. Ψυχοφυσιολογία, απεικόνιση εγκεφάλου και γνωστική νευροεπιστήμη.
Αρχές λειτουργίας των νευρώνων και των στοιχείων τους. Συμπεριφορικοί συσχετισμοί της νευρικής δραστηριότητας. Τύποι κωδικοποίησης. Εντοπισμός λειτουργιών. Παραδείγματα: ανιχνευτές ερεθισμάτων, νευρώνες καθρέφτη, κύτταρα τόπου, νευρώνες γιαγιάς. Πρόβλημα δεσίματος. Συζήτηση για τη φύση της φαντασίας.
Ενότητα 3. Βιολογική και μηχανική μάθηση νευρωνικών δικτύων.
Μηχανισμοί σχηματισμού μνήμης στον εγκέφαλο. Μοντέλα νευρωνικών δικτύων και ελκυστές, οι τύποι και οι συνδέσεις τους με τη βιολογία και την ψυχολογία. Χωρικοί γνωστικοί χάρτες στη βιολογία. Ο ρόλος τους στη διαμόρφωση της μνήμης.
Στοιχεία θεωρίας και εφαρμογές νευρωνικών δικτύων. Εξελικτικός προγραμματισμός και άλλες μορφές μηχανικής μάθησης. Δυνατότητα σύνδεσης με βιολογία.
Ενότητα 4. Αναπαραστάσεις γνώσεων και σημασιολογική χαρτογράφηση.
Έννοιες του σημείου, του συμβόλου, της γλώσσας. Αναπαραστάσεις εννοιών και κατηγοριών στην ανθρώπινη μνήμη. Σημασιολογικά δίκτυα και συνδετικότητα. Σημασιολογικά πλέγματα και ανάλυση εννοιών.
Συνεχείς σημασιολογικοί χώροι. Ισχυροί και αδύναμοι σημασιολογικοί χάρτες. Μέθοδοι σημασιολογικής χαρτογράφησης: μαθηματικές, φυσιολογικές, ψυχολογικές και γλωσσικές πτυχές. Είδη σημασιολογικών χαρτών και εφαρμογές τους. Σημασιολογική χαρτογράφηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας και «ανάγνωση μυαλού».
Ενότητα 5. Αρχές, ποικιλομορφία και εξέλιξη των γνωστικών αρχιτεκτονικών.
Εξέλιξη προσεγγίσεων για τη δημιουργία ευφυών πρακτόρων. Η έννοια της γνωστικής αρχιτεκτονικής. Η γνωστική αρχιτεκτονική ως ενσωματωμένος ευφυής πράκτορας, ως γλώσσα προγραμματισμού και ως θεωρητικό πλαίσιο.
Γενική θεωρία γνωστικών αρχιτεκτονικών. Συστήματα μνήμης, γνωστικός κύκλος. Ιεραρχία γνωστικών αρχιτεκτονικών. Τάσεις στην επέκταση και τη συγχώνευση μοντέλων BICA. Κοινό ελάχιστο γνωστικό μοντέλο (Common Model of Cognition) και το πιο εκτεταμένο λειτουργικό διάγραμμα του BICA. Η έννοια της κρίσιμης μάζας.
Αρχές λειτουργίας των πιο διάσημων συγκεκριμένων γνωστικών αρχιτεκτονικών: Soar, Act-R, Clarion, Icarus. Υβριδικό BIKA. Επισκόπηση της ποικιλομορφίας των μοντέλων BICA. Παράδειγμα GMU BICA. Πίνακας γνωστικών αρχιτεκτονικών.
Ενότητα 6. Μοντελοποίηση συναισθημάτων και συναισθηματικές γνωστικές αρχιτεκτονικές.
Τύποι υπολογιστικών προσεγγίσεων για τη μοντελοποίηση συναισθημάτων. Μοντέλα διακριτών και εξαρτημάτων. Συγκινητικοί χώροι. Λογικές και στατιστικές προσεγγίσεις: τροπικές λογικές, λογισμός καταστάσεων, μοντέλα BDI, μέθοδοι επαγωγικών συμπερασμάτων. Παραδείγματα συναισθηματικών γνωστικών αρχιτεκτονικών (EMA).
Γιατί ένα ρομπότ χρειάζεται αίσθηση του χιούμορ; Το πρόβλημα της μοντελοποίησης σύνθετων και κοινωνικών συναισθημάτων. Ηθικά σχήματα. Παράδειγμα eBICA.
Ενότητα 7. Μνήμη του παρελθόντος και του μέλλοντος, του δυνατού και του ακατόρθωτου.
Επεισοδιακή μνήμη. Προοπτική και αναδρομική αυτοβιογραφική μνήμη. Εδραίωση και επανασυγκέντρωση. Ανάδρομη και προοδευτική αμνησία. «Θεωρία της Σκέψης». Έννοιες του «εγώ», χειρισμός μνήμης. Ελεύθερη βούληση, ντετερμινισμός, εμπιστοσύνη.
Τύποι μετασκέψεων. Κοινωνική και αφηγηματική νοημοσύνη. Μύθος και πλοκή. Χαρακτήρας και ρόλος. Συγγραφέας και ηθοποιός. Αφηγηματικό δίκτυο και σενάριο εργασίας. Αφηγηματικός σχεδιασμός, αυτόνομη δημιουργία στόχων, πιστευτοί χαρακτήρες. Κοινωνικά αποδεκτοί ευφυείς πράκτορες.
Ενότητα 8. Ανθρώπινη μάθηση, BICA και η πορεία προς την κρίσιμη μάζα της τεχνητής νοημοσύνης.
Το πρόβλημα της διδασκαλίας στην παιδαγωγική. Τύποι εκπαίδευσης. Διαδραστική μάθηση. Μάθηση μέσω συλλογισμού και επίλυσης προβλημάτων. Αυτορυθμιζόμενη μάθηση. Μετα-μάθηση. Ο ρόλος των συναισθημάτων, της φαντασίας, της κοινωνικής και της μετασκέψεως στην πραγματοποίηση της μαθησιακής ικανότητας.
Εφαρμογή θεωριών και μοντέλων ανθρώπινης μάθησης σε υπολογιστή. Ευφυή συστήματα φροντιστηρίου βασισμένα στο ΒΙΚΑ και η εφαρμογή τους στην εκπαιδευτική διαδικασία. Το έργο της δημιουργίας ενός «τεχνητού μαθητή» γενικού σκοπού. Ξεπερνώντας το εμπόδιο στην ανθρώπινη συνείδηση.
Ενότητα 9. Εφαρμογές γνωστικών αρχιτεκτονικών.
Επιστημονικά και πρακτικά προβλήματα επιλύθηκαν με βάση το BIKA. Εφαρμογές στην ιατρική, την ψυχολογία, τις στρατιωτικές υποθέσεις, την κοινωνική μηχανική και την ανάλυση, την εκπαίδευση, τις επιχειρήσεις, την τέχνη, την ψυχαγωγία κ.λπ. Τεχνητή δημιουργικότητα.
Ενότητα 10. Συστήματα και μέθοδοι αξιολόγησης γνωστικών αρχιτεκτονικών και ανάπτυξης τεχνητής νοημοσύνης.
Δοκιμές, κριτήρια και μετρήσεις για την αξιολόγηση της απόδοσης των ευφυών συστημάτων. Γνωστικό Δέκαθλο. Το τεστ Turing και οι τροποποιήσεις του. Εικονικά περιβάλλοντα και περιβάλλοντα VR για τη μελέτη της συμπεριφοράς φυσικών και τεχνητών γνωστικών αρχιτεκτονικών κατά τη διάρκεια της κοινωνικής τους αλληλεπίδρασης. Αποτελεσματικότητα, αξιοπιστία και κοινωνική συμβατότητα. Διανοητική και κοινωνικο-συναισθηματική ικανότητα. Εφαρμογή χαρακτηριστικών της ανθρώπινης ψυχής σε τεχνητά συστήματα.
Ρύθμιση της αποστολής δημιουργίας ισχυρού AI. Πιθανές επιλογές για την ανάπτυξη AI. Πιθανός ρόλος των γνωστικών αρχιτεκτονικών σε συστήματα τεχνητής νοημοσύνης στο εγγύς μέλλον. Προκλήσεις, κίνδυνοι και οδικοί χάρτες. Ηθικά και φιλοσοφικά ζητήματα.