Kognitiivinen arkkitehtuuri

Kognitiivinen arkkitehtuuri on älykkäiden agenttien  perusta . Se ehdottaa keinotekoisia laskennallisia prosesseja, jotka toimivat kuten tietyt kognitiiviset järjestelmät , useimmiten kuin henkilö, tai toimivat älykkäästi jonkin määritelmän mukaan. Kognitiiviset arkkitehtuurit muodostavat osan yhteisistä agenttiarkkitehtuureista. Termi "arkkitehtuuri" tarkoittaa lähestymistapaa, joka yrittää mallintaa mallinnettavan järjestelmän käyttäytymisen lisäksi myös rakenteellisia ominaisuuksia.

Ominaisuudet

Kognitiivisten arkkitehtuurien tutkijoiden keskuudessa yleinen käsitys on, että (ihmisen, eläimen tai koneen) kognitiivisten prosessien ymmärtäminen tarkoittaa kykyä suorittaa ne toimivassa järjestelmässä, vaikka mielipiteet eroavat siitä, minkä muodon tällainen järjestelmä saattaisi olla: jotkut tutkijat uskovat, että tämä on välttämättä symbolinen laskentajärjestelmä, kun taas toiset kamppailevat vaihtoehtoisten mallien, kuten yhdistävien tai dynaamisten järjestelmien, puolesta . vaikka kaikista näkökohdista ei olekaan yleistä yksimielisyyttä, kognitiivisia arkkitehtuureja voidaan luonnehtia tietyillä ominaisuuksilla tai tarkoituksilla, nimittäin:

  1. Toteutetaan paitsi kognitiivisen käyttäytymisen eri näkökohtia, myös kognitio yleensä ( holismi , esim. yhtenäinen tiedon teoria). Tämä on toisin kuin kognitiiviset mallit, jotka keskittyvät tiettyyn toimintaan, kuten ongelmanratkaisupolun tai oppimistyypin valintaan .
  2. Arkkitehtuuri pyrkii usein toistamaan simuloidun järjestelmän (ihmisen) käyttäytymistä siten, että arkkitehtuurin ja simuloitujen kognitiivisten järjestelmien oikea-aikainen käyttäytyminen ( reaktioaika ) voidaan verrata yksityiskohtaisesti. Usein mallinnetaan myös muita kognitiivisia rajoituksia, kuten kognitiivisen kuormituksen aiheuttamaa rajoitettua muistia ja keskittymiskykyä.
  3. Luotettava käyttäytyminen virhetilanteissa, odottamattomissa ja tuntemattomissa.
  4. Koulutus (ei kaikille kognitiivisille arkkitehtuureille)
  5. Järjestelmä on riippumaton parametrien virityksestä (toisin kuin keinotekoiset hermoverkot ) (ei kaikille kognitiivisille arkkitehtuureille)
  6. Jotkut varhaiset teoriat, kuten Soar ja ACT-R , keskittyivät alun perin vain älykkään agentin "sisäiseen" tietojenkäsittelyyn, mukaan lukien tehtävät, kuten päättely, suunnittelu, ongelmanratkaisu ja oppimiskäsitteet. Viime aikoina monet arkkitehtuurit (mukaan lukien Soar, ACT-R, PreAct , ICARUS, CLARION , FORR) on ulotettu koskemaan havainnointia , toimintaa ja affektiivisia tiloja ja prosesseja, mukaan lukien motivaatio , asenteet ja tunteet .
  7. Joissakin teorioissa arkkitehtuuri voi koostua erilaisista osa-arkkitehtuureista (kutsutaan usein "kerroksiksi" tai "kerroksiksi"), joissa kerrokset voivat vaihdella toimintotyypeittäin, käytettyjen mekanismien ja esitysmuotojen tyyppien osalta. manipuloidusta tiedosta tai ehkä evoluution alkuperästä. Nämä ovat hybridiarkkitehtuureja (kuten Clarion ).
  8. Jotkut teoriat sallivat eri arkkitehtonisten komponenttien olla aktiivisia samanaikaisesti, kun taas toiset ehdottavat kytkentämekanismia, joka valitsee yhden komponentin tai moduulin nykyisen tehtävän mukaan. Parallelismia tarvitaan yleensä eläin- tai robottiarkkitehtuurissa , jossa on useita antureita ja efektoreita monimutkaisissa ja dynaamisissa ympäristöissä, mutta ei kaikissa robottiparadigmoissa.
  9. Useimmat teoriat olettavat, että arkkitehtuuri on kiinteä ja vain eri alijärjestelmiin tallennetut tiedot voivat muuttua ajan myötä, kun taas toiset sallivat arkkitehtuurien kasvamisen, esimerkiksi hankkimalla uusia osajärjestelmiä tai uusia yhteyksiä osajärjestelmien välille (esim. Minsky ja Sloman, alla). .

Erot

Kognitiiviset arkkitehtuurit voivat olla symbolisia , konnektionistisia tai hybridejä . Jotkut kognitiiviset arkkitehtuurit tai mallit perustuvat yleisiin sääntöihin, kuten Information Processing Language (esim. yhtenäiseen tietoteoriaan perustuva Soar tai ACT-R:n kaltainen). Monet näistä arkkitehtuureista perustuvat mieli kuin tietokone -analogiaan. Sitä vastoin alisymboliset käsittelyt osoittavat tällaisten sääntöjen puuttumisen etukäteen ja perustuvat prosessiyksiköiden (esim. solmujen) ilmeneviin ominaisuuksiin. Hybridiarkkitehtuurit yhdistävät molemmat käsittelytyypit (esim. CLARION). Toinen ero on, onko arkkitehtuuri luonnostaan ​​keskitetty hermoprosessorikorrelaatioilla vai hajautettu (hajautettu). Hajautettu tuli suosituksi rinnakkaisen hajautetun käsittelyn nimellä 1980-luvun puolivälissä, esimerkkinä hermoverkot . Toinen kysymys on päätös kokonaisvaltaisen ja atomistisen suunnittelun tai (tarkemmin) modulaarisen rakenteen välillä. Analogisesti tämä ulottuu tiedon esittämiseen liittyviin kysymyksiin .

Perinteisessä tekoälyssä mieli on usein ohjelmoitu alusta alkaen: ohjelmoija on luoja ja tekee jotain täyttämällä sen älykkyydellään , vaikka monet perinteiset tekoälyjärjestelmät on myös suunniteltu oppimista varten (esimerkiksi parantamaan pelattavuutta tai ongelmanratkaisua). pätevyys).

Biologisesti inspiroima tietojenkäsittely sen sijaan käyttää toisinaan hajautettua alhaalta ylös -lähestymistapaa; bioinspiroidut laitteet sisältävät usein tavan määrittää yksinkertaisten yleisten sääntöjen joukko tai joukko yksinkertaisia ​​solmuja, joiden vuorovaikutus johtaa yhteiseen käyttäytymiseen . Toivotaan, että monimutkaisuus kasvaa, kunnes lopputulos on jotain huomattavan monimutkaista (katso monimutkaiset järjestelmät ). Voidaan kuitenkin myös väittää, että ylhäältä alaspäin suunnitellut järjestelmät, jotka perustuvat aivomekanismien havaintoihin siitä, mitä ihmiset ja muut eläimet voivat tehdä, ovat myös biologisesti inspiroituneita, vaikkakin eri tavalla.

Katso myös