Источник: depositphotos.com

В «Курилке Гутенберга»: как дать машине интуицию

У всех такое бывало: ты уверен на сто процентов, что надо так и никак не иначе, но не можешь объяснить, почему. Это ощущение называют интуицией. На пути создания человекоподобных машин неизбежно возникает вопрос: можем ли мы дать это чувство программе? Нужно ли это? Так ли уж иррациональна интуиция? О том, как ученые пытаются понять и воспроизвести это явление в виде строчек кода, в ходе научно-популярного лектория «Курилка Гутенберга» в Университете ИТМО рассказал научный сотрудник Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат психологических наук Иван Иванчей.

Что такое когнитивная психология

Я исследую то, как именно человек формирует навыки и какую роль в этом играет сознание, эта научная область называется когнитивной психологией. Главная цель ученых — это построение когнитивных моделей нашей психики. То есть они стремятся понять, как именно происходит процесс мышления. Само это направление появилось вместе первыми компьютерами, то есть где-то в середине прошлого века. Ученые обратили внимание, что в чем-то человеческое мышление похоже на работу компьютера. Конечно, возникла идея о том, что мы можем создать человекоподобного робота. Но сразу же появился вопрос: как вообще описать на программном языке чувства, эмоции, переживания человека?

Университет ИТМО. Лекторий «Курилка Гутенберга»
Университет ИТМО. Лекторий «Курилка Гутенберга»

Концепция № 1: Мышление базируется на логике

В самом начале поисков ученые исходили из того, что мышление человека похоже на процесс последовательного решения логических задач и головоломок компьютером. То есть мышление трактовалось как процесс переработки информации и получения обоснованных выводов. Эту теорию развивали психологи Герберт Саймон и Аллен Ньюэлл. Я называю такую модель человеческого сознания «мыслитель»: в этом случае мы наблюдаем лишь симуляцию мышления, но модель не может отразить процесс действия или принятия решения.

Объясню почему. Например, компьютер, используя иерархию всевозможных ходов, мог решать логическую головоломку «Ханойская башня». Суть задачи проста. Изначально даны три стержня. На один из них нанизаны восемь колец разного диаметра, причем меньшее кольцо всегда лежит на большем. Необходимо переложить кольца на другой стержень, но так, чтобы в ходе перекладывания большее кольцо никогда не ложилось на меньшее. При этом за раз можно перекладывать только одно кольцо. У компьютера был один недостаток: при увеличении количества колец он не мог решить задачу так же эффективно и быстро, как и человек.

Концепция № 2: Мышление базируется на способности самообучаться

Следующий этап научных исследований мышления и сознания связан с появлением нейронных сетей. Собственно, само понятие появилось при попытке смоделировать процессы, протекающие в мозге. Изначально нейросети представляют собой набор каких-либо характеристик, которые необходимо комбинировать, придавая им определенный вес. В результате получается результат, который может совпадать и не совпадать с тем, который задали организаторы сети. Если результат не совпадает, то нейросеть меняет вес каждой характеристики, чтобы получить другой итог. Это происходит до тех пор, пока программа не получит заданный вариант. Она запоминает набор характеристик, которые сформировали верный результат, и потом уже по этим характеристикам может сама определить, например, что изображено на картинке. Конечно, это происходит после многих «кругов» обучения (подробнее о нейросетях можно прочитать здесь).

Университет ИТМО. Иван Иванчей, лекторий «Курилка Гутенберга»
Университет ИТМО. Иван Иванчей, лекторий «Курилка Гутенберга»

Сегодня искусственные нейросети ответственны за распознавание образов, слов, это подвид искусственного интеллекта. Благодаря нейросетям когнитивные психологи смогли понять, как устроено обучение человека, то есть создание ассоциаций, семантической памяти, памяти вообще. Я называю эту когнитивную модель «деятель», потому что она отражает способность что-то создавать и менять.

Концепция № 3: Мышление — это и логика и обучение

Однако оказалось, что «деятели» плохо справляются с головоломками в одиночку. Тогда, уже в 90-е годы, психологи решили совместить эти две модели, чтобы понять, как же человек приобретает знания и осознает действительность. Есть такой интересный эксперимент, который демонстрирует феномен имплицитного научения. Это процесс, при котором человек непреднамеренно приобретает какие-либо знания без их осознания. В ходе эксперимента людям демонстрируют картинки со схематичными изображениями насекомых. Участников эксперимента просят распределить насекомых по двум группам. Перед этим показывают одно изображение насекомого первой группы и одно — второй, не объясняя, по каким признакам их классифицировали. Сначала люди не могут точно сказать, что к чему относится. Они делают ошибки, на эти ошибки им указывают. И постепенно испытуемые начинают верно определять принадлежность насекомых к группе.

Это значит, что мы способны научиться что-то делать, не осознавая, как мы это делаем. Удивительно, что способность имплицитного научения сохраняется и при амнезии. Вероятно, что в этом случае «мыслитель» разрушается, а «деятель» не затронут. В то же время было замечено, что при выполнении имплицитных задач активируются совсем другие зоны мозга, не те же, что при решении логических задач. Из этого мы можем сделать предварительный вывод о том, что гибридная модель «деятель-мыслитель» пока наиболее полно отображает человеческое мышление и сознание.

Университет ИТМО. Иван Иванчей, лекторий «Курилка Гутенберга»
Университет ИТМО. Иван Иванчей, лекторий «Курилка Гутенберга»

Модель для интуиции

Эта модель также может объяснить интуицию. Скорее всего, мы испытываем это чувство именно тогда, когда используем «неосознанные» знания. При интуиции, обратите внимание, мы ощущаем небывалую уверенность: мы просто знаем, что надо делать именно так, хотя не можем объяснить, почему. Еще один пример: у всех бывает чувство, когда что-то кажется очень знакомым, когда мы говорим себе «где-то я это уже видел». В этом случае «деятель» очень быстро обрабатывает получаемые сигналы, а «мыслитель» интерпретирует это как нечто знакомое. Та же схема работает при эстетической оценке, например, произведения искусства: мы же иногда не можем логически объяснить, почему оно нам нравится или нет?

Может ли компьютер это объяснить? Одно ясно точно: компьютер решает задачи совсем не так, как это делает человек. И то, что компьютер обыграл человека в го, на мой взгляд, ничего не значит. У нас еще не появился искусственный интеллект или человекоподобная машина. Просто программа работает не так, как наш мозг. Я считаю, что без «программирования» интуиции создать человекоподобную машину невозможно. Для этого потребуется, в том числе, и моделирование когнитивных ошибок. В таких случаях, как предполагается, мозг использует «мыслителя» там, где нужен «деятель» и наоборот. И благодаря изучению этих ошибок можно еще больше узнать о том, как устроено сознание человека.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба