Аффордансключевое свойство интеллектуального агента

Два интеллектуальных агента (русский резидент и Джеймс Бонд) чинят горбатый «Запорожец». Кадр из фильма «Золотой глаз»

Это продолжение поста “Открыта теория относительности интеллекта: биологического и машинного”. Начало см. здесь.

Не смотря на замысловатое название, смысл понятия «аффорданс» станет вам интуитивно ясен после просмотра всего лишь двух коротких видеороликов.

Первый ролик — это ключевая сцена гениального фильма Стэнли Кубрика и Артура Кларка «2001: Космическая одиссея». В этом эпизоде, под незабываемую музыку Штрауса «Так говорил Заратустра», включается оставленный (по версии авторов) на Земле инопланетянами «черный монолит» — устройство для запуска на Земле антропогенеза.

Что же произошло с далеким предком Homo в результате включения «черного монолита»?

Он вдруг увидел в валявшихся вокруг костях полезную для себя возможность. Он понял, — большую кость можно использовать для разных полезных целей: от разбивания костей поменьше до применения в качестве оружия на охоте или в драке.

Иными словами, запуск антропогенеза потребовал активации неограниченного уровня аффорданса — способности увидеть некие предметы или особенности окружающего мира, которые можно использовать для своей выгоды.

Минимальный уровень способностей к аффордансам имеется у любых живых существ. У наиболее интеллектуально продвинутых он даже позволяет использование орудий труда.

Например, у шимпанзе есть более 40 вариантов целенаправленного использования всевозможных предметов для последовательных действий себе на пользу. 22 из них включены в процесс добывания пищи. Это всевозможные способы извлечения добычи из гнезд социальных насекомых (термитов, муравьев и пчел), а также добывание костного мозга из костей животных, павших жертвами шимпанзе. Еще более впечатляющая категория действий — это раскалывание орехов тяжелыми предметами. Но больше всего поражает аффорданс шимпанзе использовать в гигиенических целях листья растений, как люди используют салфетки и туалетную бумагу. Ну и конечно же, шимпанзе могут использовать камни и палки в качестве оружия, хотя эта сторона их
поведения мало изучена (подробней см. здесь).

Принципиальное отличие людей от шимпанзе в неограниченности уровня аффорданса.

Если у последних способность придумывать полезные себе инновации позволила за миллионы лет придумать всего 4 десятка инноваций, то у людей число таких инновационных идей неисчислимо, т.к. неограниченно никаким верхним пределом.

Как вы думаете, сколькими полезными способами человек может использовать отвертку? Практические способы, придуманные миллиардами людей за 400 лет существования этого инструмента, фантастически многочисленны. А число теоретических способов, еще не придуманных людьми (лишь потому, что пока в них не было нужды), — вообще бесконечно.

Для иллюстрации этого важнейшего для понимания факта — бесконечности аффордансов у людей, — посмотрите второй видеоролик. Это фрагмент фильма о Джеймсе Бонде «Золотой глаз», в котором Бонд и русский агент чинят горбатого «Запорожца» с помощью отвертки и кувалды.

Термин «аффорданс» (англ. affordance возможность действия; предоставление возможности) появился в 1979 г. в теории восприятия психолога Дж. Гибсона, обозначая 1) “приглашающее” (манящее) качество воспринимаемых предметов и событий; 2) интуитивно понятное свойство какого-либо объекта, указывающее на то, каким образом нужно взаимодействовать с данным объектом или использовать его.

Попросту же говоря, аффорданс — это способность к инновациям.

Уровень таких способностей определяет фазовое пространство возможностей, доступных интеллектуальному агенту для решения оптимизационных задач. У шимпанзе — в этом фазовом пространстве есть всего 40 вариантов. У человека же таких вариантов бесконечное множество. Ну а машина, сколь бы интеллектуальна она ни была, не имеет способностей аффорданса вообще.

В современной науке понятие аффорданс стало междисциплинарным. Как указано в большом междисциплинарном обзоре «Аффордансы в психологии, нейробиологии и робототехнике», есть два важных аспекта в понимании аффордансов.

  • Во-первых, это не только свойства окружающей среды, т.к. они зависят от сенсорных и исполнительных возможностей интеллектуального агента (человека, робота …).
  • Во-вторых, восприятие аффордансов интеллектуальным агентом (1) предполагает возможности его действий путем активации сенсомоторных паттернов; (2) включает в себя прогнозирование последствий таких действий.

Как следствие, интеллектуальный агент, не будучи воплощен (и потому не имея возможности использовать свои датчики и исполнительные механизмы) просто не в состоянии идентифицировать аффордансы.

Развивая эту мысль в работе «Возникновение организмов», Кауффман и Роли обращаются к идеям гения ХХ века — пионера в исследовании сложных систем Уильяма Эшби, — изложенные им в прорывной монографии «Конструкция мозга».

Минимальный набор необходимых и достаточных свойств «как бы живого искусственного существа», способного эволюционировать в меняющейся среде обитания, состоит всего из двух свойств.

  1. Способность различать, что ему полезно/выгодно, а что нет (“что такое хорошо и что такое плохо”, — по выражению Эшби). Эта способность заключается в умении классифицировать релевантную информацию из окружающей среды. Данное умение необходимо для создания смыслов, определяющих, что важно для выживания организма в его экологической нише, и направляющих эволюцию специализированных сенсоров. Последние необходимы для улавливания паттернов и определения корреляций между ними, которые затем получают названия, превращаясь в семантическую информацию.
  2. Помимо названной в п. 1 способности, «как бы живое искусственное существо» должно уметь правильно использовать эту информацию. Как следствие, должны быть разработаны механизмы и средства для действий в мире. В роботизированных терминах можно говорить об исполнительных механизмах и эффекторах, но Кауффман и Роли также включают сюда способность принимать решения и действовать, т.е. иметь политику управления, которая подлежит адаптации и изменениям, согласно принципу “что такое хорошо и что такое плохо” из п. 1.

Помимо названных двух базовых свойств аффордансов, необходимых и достаточных для «как бы живого искусственного существа», есть еще три очень важные свойства, определяющих интеллектуальные возможности наиболее продвинутых из известных науке интеллектуальных агентов — людей.

1Использование аффордансов не только открывает новые возможности для интеллектуального агента, но и создает смыслы, то есть позволяет осмысливать реальные (физические, энергетические и информационные) свойства мира.
Создание аффордансов — это создание информации, которая, на самом деле, является семантической. Эта информация характеризует корреляции в окружающей среде, которые полезны для агента, поскольку они несут в себе существенные для него знания. Поэтому понятие аффордансов является ключевым в биосемиотике, где оно обсуждалось и расширялось с момента его первоначальной формулировки. Создание смыслов через новые возникающие функции и динамические паттерны, которые оказываются полезными для агента, также лежит в основе проблемы обоснования символов, касающейся способа, которым символы внутренне представлены в системах.

2 Неограниченные способности к аффордансам у людей простираются существенно дальше изготовления орудий труда для индивидуальной пользы. Орудия труда — это лишь 4й из 7 уровней эволюции материальной культуры в процессе усложнения аффордансов (уровень intelligence — «как я могу решить проблему?» — см. рисунок).

3 Возникающие у интеллектуальных агентов аффордансы, могут относиться не только к объектам окружающего его материального мира. Поскольку интеллектуальные агенты обладают внутренней моделью мира (от примитивных моделей у простейших существ до сложнейших моделей у людей), аффордансы столь же применимы к внутренней, как и ко внешней реальности. Из этого следует, что афордансы внутренней реальности представляются с помощью языков на всех 12 уровнях сложности образно-концептуальных моделей: от иконических и знаковых языков до глубинных семантических структур и языка смыслов (см. рисунок ниже).

4 Плоды индивидуальных аффордансов отдельных людей накапливаются в коллективной памяти социо-когнитивных сетей, образуемых когнитивными сообществами, масштабирующими свои коммуникации и сотрудничество с помощью технологий. В наши дни, это глобальная социо-когнитивная сеть, включающая в себя весь Интернет и миллиарды физических сообществ, постоянно возникающих при офлайн коммуникациях людей. Возникающие в социо-когнитивных сетях коллективные аффордансы могут трактоваться, как потенциальные семиотические ресурсы, которые люди использует (обнаруживают, читают, используют, транслируют) для направленного научения в выбранных медийных средах.

~ ~ ~ ~ ~

Подводя итог рассказа, резюмируем.

✔️ Пререквизитами аффордансов являются:

  • воплощенность интеллектуальных агентов;
  • их способность различать хорошее и плохое;
  • наличие у них механизмов развития «датчиков» и «исполнительных механизмов»;
  • политика поведения, открытая для изменений.

✔️Последствия развитых способностей аффордансов:

  • неисчислимый спектр потенциальных возможностей в фазовом пространстве оптимизации при решении любых задач;
  • создание смыслов и формирование семантики окружающего мира;
  • выход через афордансы внутренней реальности на инсайты (в том числе, инсайты в областях образно-концептуальных моделей наивысшей сложности, описываемых языком смыслов);
  • возникновение и аккумуляция в социо-когнитивных сетях человечества миллиардов коллективных аффордансов, играющих роль потенциальных семиотических ресурсов для социального научения людей.

Теперь, разобравшись в первом приближении, что такое аффордансы, и какова их роль, перейдем в ответам на три ключевые вопроса «теории относительности интеллекта».

  1. Может ли машинный интеллект достичь и превзойти по уровню человеческий?
  2. Возможна ли открытая эволюция машин?
  3. Существует ли экзистенциальный риск дальнейших разработок в области ИИ?

Об этом будет следующая часть поста.

________________________

Ваши шансы увидеть мои новые посты быстро уменьшатся до нуля, если вы не лайкаете, не комментируете и не делитесь в соцсетях.

Малоизвестное интересное на стыке науки, технологий, бизнеса и общества - содержательные рассказы, анализ и аннотации

Малоизвестное интересное на стыке науки, технологий, бизнеса и общества - содержательные рассказы, анализ и аннотации