Информационная концепция создания ИИ

Александр Белов

 

Краткое описание концепции создания ИИ.

1. Обозначаем все понятия из окружающего мира уникальными идентификаторами. Это предметы, свойства предметов, действия, абстрактные понятия, множество предметов или последовательность действий и т.д. Это реализовано в онтологиях и семантическом Web. В качестве уникальных идентификаторов используются Guid, uri, имя - просто написанное слово.

2. В окружающем мире объекты сочетаются друг с другом. Свойства принадлежат предметам, с предметами совершаются последовательности действий и т.д. Можно последовательность действий или другие сочетания объектов обозначать одним словом, но тогда будет бесконечное количество слов и мы не сможем такую информацию обрабатывать. Сочетания между объектами окружающего мира нужно так же обозначать через сочетания идентификаторов (Guid, uri, имя и т.д.) При этом могут образоваться понятия, обозначаемые идентификаторами, для которых нет аналогов в окружающем мире. Для создания ИИ необходимо определить правила сочетаний между идентификаторами и правила обработки, преобразования таких сочетаний. В онтологиях и семантическом веб используются простейшие сочетания между словами в форме фреймов. Такие идентификаторы, обозначающие понятия, я называю знаками. Сочетания между знаками, обозначающими понятия из окружающего мира, могут образовывать тексты или представление знаний. Информация может храниться и обрабатываться в форме сочетаний между знаками. В общем случае сочетания образуют сеть. Представление знаний отличается от текстов тем, что для представления знаний определены алгоритмы, выполняющие операции. Операции могут менять представленные знания, либо выполнять действия вне представленных знаний.

Модель понимания смысла текстов.

Единицы языка имеют синтаксическое значение и семантическое значение. Синтаксическое значение описывает сочетание единиц языка в соответствии с их ролью в фразе. Например, синтаксическое значение одного слова – подлежащее, другого – сказуемое. Синтаксис описывает соединение подлежащего и сказуемого. Синтаксис может существовать не только у ЕЯ, но и у других символических систем.

Семантическое значение слова – это тот объект из реального или вымышленного мира, который это слово обозначает. Или семантическое значение слова - это соответствие слова объекту, который оно обозначает. Слово может обозначать предмет, действие, признак и т.д. Сочетание слов может обозначать отношение между объектами реального или вымышленного мира. Тогда соответствие сочетания слов этому отношению и будет семантическим значением сочетания слов.

Под смыслом текста мы понимаем семантическое значение языковых единиц, составляющих текст. Языковыми единицами являются не только слова, но и словосочетания, фразы, абзацы и т.д. Смысл текста – это те предметы, их свойства, происходящие с ними события и т.д., которые существуют в реальном или вымышленном мире, и которые описывает этот текст. Либо смысл текста - это соответствие единиц языка в тексте объектам, действиям, свойствам и т.д., которые они обозначают. А так же под смыслом текста понимают семантическое значение некоторых выводов, которые можно сделать из текста.

Пониманием смысла текста является установление соответствия между языковыми единицами в тексте и объектами, отношениями, и т.д. которые языковые единицы обозначают. Для этого объекты, отношения и т.д. из реального или вымышленного мира должны быть представлены в системе в виде знаков или символов, или их сочетаний. Понимание заключается в установлении соответствия не с самими объектами, а с их представлением в системе. Появляется термин: представление объектов, свойств, отношений и т.д. в системе или представление знаний.

У животных объекты окружающего мира представлены в мозге, но животные не могут о них рассказать, т.к. не имеют речи.

Для того, чтобы подтвердить свое понимание смысла, программа должна иметь способность пересказать смысл текста другими языковыми средствами, например, на другом языке, сокращенно, или с дополнительной информацией, а так же рассказать свои выводы, отвечать на вопросы и задавать дополнительные вопросы к тексту.

 

Основное описание концепции.

Естественный или искусственный интеллект – это информационная система, обрабатывающая знаковую информацию. Обработка информации включает ввод информации, хранение информации, изменение информации при помощи операций, вывод информации. Интеллект может быть дополнен наличием целей, принятием решений. Принятые решения могут управлять системой, взаимодействующей с окружающей средой. Такой системой могут быть механические манипуляторы подключенные к ИИ, либо другая система, обладающая интеллектом. ИИ может воздействовать на другую интеллектуальную систему путем выдачи команд или убеждением через цели другой интеллектуальной системы.

Наиболее общей формой представления информации являются графы. Причина в том, что информация в интеллектуальной системе хранится в виде семантических или несемантических знаков. Знаки являются узлами графов. Графы обеспечивают произвольное соединение знаков между собой. Направление стрелки графа содержит дополнительную информацию о порядке следования соединяемых знаков. В частных случаях графы образуют конкретные структуры, которые могут иметь простую форму. Структурой с простой формой являются прямоугольные таблицы или фреймы.

Нейронная сеть мозга реализуют наиболее общую форму представления информации на основе графовой модели. Операции по обработке информации реализованы посредством обмена сигналами между узлами графов. Значитильная часть работы нейронной сети мозга имеет несемантический характер. Для реализации на компьютере решения интеллектуальных задач, не связанных с распознаванием образов, больше подходит семантическое использование узлов графов. При этом в отличие от нейронной сети операции могут быть реализованы не через обмен импульсами между узлами графов, а с использованием отдельного программного модуля для операций. Воссоздать несемантическую сеть, аналогичную нейронной сети мозга будет крайне сложно. Настолько же сложно, как распутать многокилометровую сильно запутанную веревку. Для создания ИИ проще использовать семантическое решение. Нужно определить формальную семантику и операционную поддержку. Нужно описать форму представления информации и операции с информацией, представленной в данной форме. Примером несемантической задачи является задача распознавания зрительных образов и синтеза зрительных образов. Предположительно эти задачи будут решаться более эффективно с использованием графов.

Дальнейшая работа по созданию ИИ будет заключаться в разработке конкретных форм представления информации, разработке структур, содержащих информацию, операций по обработке информации. Отдельной темой будет правильная постановка целей для ИИ.

 

Информация

1. Информация - это форма отражения реальности в виде знаков или следа.

Реальность может быть настоящей (существующей в какое-то время), виртуальнойвымышленной. Примером вымышленной реальности являются художественные фильмы и художественные книги.

2. Информация - это значение, которое содержится в знаках или скрытое значение, которое содержится в следе.

Синонимом слова информация является слово сведения.

Поясним значение слова "отражение", описав свойства отражения. Отражение объекта может существовать отдельно и независимо от объекта. При этом отражение передает некоторые свойства или качества отражаемого объекта. Например, отражение в зеркале передает зрительный образ объекта, но не передает массу объекта.

Когда мы говорим, что знаки отражают, что либо, то понимаем под этим, что знаки это означают. Знаки бывают семантические и несемантические. Семантический знак имеет самостоятельное значение. А несемантический знак имеет значение только в совокупности с другими знаками и алгоритмами. Слово "форма" в определении имеет то же значение, что в словосочетании "форма представления информации". Слово "отражение" в определении имеет близкое значение со словом "отображение".

Если мы говорим об информации в виде знаков, то информация - это форма выражения значения, посредством которой эти знаки что-либо означают. Иными словами, информация - это форма выражения значения о чем-либо, или форма обозначения чего-либо. Если информация представлена в виде следа, то значение не содержится в следе непосредственно, а значение нужно извлекать путем обработки информации. След имеет скрытое значение.

Видами информации являются данные и знания. Знания представляют собой более высокий уровень организации информации, чем данные.

Соответственно, можно выделить 3 типа информации:

1. Семантическая информация - информация на основе семантических знаков.

2. Несемантическая информация - информация на основе несемантических знаков.

3. Информация в виде следа.


"Частными и специфическими формами отражения являются информация, ощущение и сознание." Википедия

Объект не является информацией о самом себе. Например, предмет может иметь температуру. В тетрадке может быть запись о температуре предмета. Сама температура предмета не является информацией о температуре. Запись в тетрадке является информацией о температуре.

Информация не является свойством, качеством или состоянием чего-то. Информация не является веществом, полем, энергией. Информация не является действием и не может быть определена через глагол или существительное, обозначающее действие.

Определим свойства информации:

1. Информация имеет материальный носитель. Носитель информации содержит информацию. Или информация содержится в носителе.

2. Информация может содержаться в качествах носителя, но сама не меняет материальные качества носителя такие как: масса носителя, объем носителя, стоимость носителя и т.д.

3. Информация может быть скопирована с одного носителя на другой носитель. Тогда можно выделить носитель - источник информации, и носитель - приемник информации. При копировании информации количество информации на источнике не уменьшается.

4. Информация может быть безвозвратно удалена с носителя информации.

5. Информацию на носителе можно делить до некоторого предела. Далее мы обнаружим неделимые порции информации.

6. Для двух порций информации можно ввести отношение равенства либо неравенства.

7. Если на двух носителях находится одинаковая информация, то сумма количества информации на двух носителях равна количеству информации на одном носителе.

8. Если на нескольких носителях находится информация, такая, что минимальные порции информации на каждом носителе не равны между собой, то сумма количества информации на этих носителях равна сумме количества информации на каждом носителе.

9. Если две порции информации равны между собой, то при суммировании информации суммарное количество информации равно количеству информации в одной порции.

10. Информация исчезает полностью и безвозвратно только после того, как удалена со всех носителей.

11. Информация может быть товаром и иметь цену при покупке и продаже.

12. Для информации можно определить операцию сжатия или упаковки и распаковки. После упаковки информация занимает меньший объем на носителе. После распаковки информация занимает больший объем на носителе. Видом распаковки информации можно считать логические выводы по алгоритму. Видом упаковки можно считать уменьшение разрешающей способности фотографии. При упаковке часть ненужной информации может теряться.

13. Процесс упаковки и распаковки информации показывает, что информация может занимать больше или меньше ресурсов носителя. Для информации можно определить количество ресурсов носителя, занятое информацией. Единицей измерения количества ресурсов носителя, занятых информацией может быть бит.

14. Для каждого носителя информации можно указать свойства носителя, которые содержат информацию. В книге информация содержится в цвете участков страницы. На магнитном диске информация содержится в уровне намагниченности участков диска.

15. Для хранения информации и передачи информации между точками пространства используются разные носители информации. Для передачи информации в качестве носителя информации могут использоваться радиоволны, электрический ток, световой сигнал, звуковой сигнал.

16. Информация может воздействовать на информационную систему. Если информационная система обладает интеллектом, целями, модулем взаимодействия с окружающей средой и внутренней средой, то информация, переданная системе, может стать источником активности системы при взаимодействии с окружающей средой, а так же при воздействии системы на саму себя.

17. Обмен информацией между информационной системой и окружающей средой является видом взаимодействия между системой и окружающей средой.

18. Информация может взаимодействовать только с информационной системой.

19. Чтобы информация могла взаимодействовать с информационной системой, информационная система должна распознавать форму представления информации.

20. Для получения новой информации можно

- На основе существующих объектов создавать информацию о них.

- Из существующей информации получать новую информацию путем вывода.

- Синтезировать информацию о несуществующих объектах для цели технического творчества или художественного творчества.


Можно сказать, что информация - это то, что обладает описанными свойствами.

По свойствам информацию можно поставить в один ряд с терминами: вещество, поле, энергия, температура. Эти термины не имеют общего названия, объединяющего их.


Шаблонные фразы, в которых может использоваться слово "информация".

Информация содержится на носителе A.

Субъект скопировал информацию с носителя A на носитель B.

Субъект удалил информацию с носителя A.

Информация на носителе A была потеряна.

Объект/субъект (при помощи других объектов/субъектов) создал информацию о себе в виде следа.

Субъект создал и записал информацию об объекте на носитель A.

Субъект/объект обработал информацию. При этом порция информации A была преобразована в порцию информации B. При обработке информации использовались алгоритмы С.

Информация A была передана информационным системам B, в результате чего информационные системы B выполнили действия C.

Информация может быть:

- создана

- записана на носитель

- удалена с носителя

- скопирована

- перенесена

- обработана

Действия с информацией может выполнить объект либо субъект.

Эти шаблоны можно использовать при создании ИИ для предметной области "Информация".

 

Знак

Знак – отличительное качество, которое придали объекту с целью передачи при помощи этого качества информации.

Пример 1. В книге знаком является форма и цвет букв.

Пример 2. Связи между нейронами и свойства нейронов являются знаками.

Пример 3. Знаком не являются археологические находки, которые не были созданы специально для передачи информации.

Пример 4. Знаком не являются улики преступления, если они оставлены случайно. Если преступник оставил улики преднамеренно, то они являются знаком.

Семантический знак

Семантический знак - это знак, который что-то для нас означает.

Пример. В качестве семантических знаков проще всего использовать слова, которые означают предметы, действия, качества предметов, абстрактные понятия и т.д. Слова могут быть записаны на разных носителях: на бумаге, на оптических дисках, на магнитных дисках, в оперативной памяти, на стенах пещер, в радиосигнале и т.д. В качестве семантического знака можно использовать любой знак: расположение планет, вазоны с цветами на подоконнике, последовательность включения и выключения света в комнате, взаимное расположение квадратов на рисунке и т.д. Для обработки информации сложнее всего менять расположение планет, а проще всего менять расположение слов в оперативной памяти. Обрабатывать информацию в виде семантических знаков означает: на основе упорядоченного множества семантических знаков создать другое упорядоченное множество семантических знаков, при этом должны использоваться осмысленные правила, которые тоже могут быть выражены в виде упорядоченного множества семантических знаков. Суть операции по получению нового упорядоченного множества семантических знаков нужно уточнить, т.к. может использоваться несемантическая функциональность, т.е. операция может не описываться семантическими знаками.

Несемантический знак

Несемантический знак - это знак, который содержит информацию, но не имеет значения в отдельности, а приобретает значение только в совокупности с другими знаками.

Семантический знак имеет определенное значение самостоятельно, а несемантический знак имеет значение только в совокупности с другими знаками.

Привести дополнительные примеры.

Пример 1. Один пиксель в изображении является семантическим знаком, означающим цвет и яркость точки, от которой пришел свет на изображение. В то же время один пиксель изображения является несемантическим знаком, который в совокупности с остальными пикселями означает содержание изображения или содержит информацию об изображении.

Пример 2. Была найдена древняя книга на неизвестном языке, которую не удалось расшифровать. В то же время шифровальщикам удалось расшифровать множество лучших шифров, придуманных для шифровки секретных сообщений. Предполагают, что для написания книги использовали маску с тремя вырезанными отверстиями для букв. Маску накладывали на другой текст и выбирали случайные буквы. Эта книга содержит знаки, которые передают какую-то информацию, но эти знаки не имеют для нас конкретного значения. Это несемантические знаки. Если мозг является несемантической системой, то расшифровать его может оказаться очень сложно.

Пример 3. Возьмем формулу S = gt^2/2

Пусть t = 2 с. 2 - это семантический знак, который означает время движения мячика. Теперь возьмем часть формулы: t^2 = 2^2 = 4

В данном контексте 4 не является семантическим знаком, а является несемантическим знаком. В контексте физики 4 не имеет для нас конкретного смысла. Мы можем использовать 4 для дальнейших вычислений и получить S = 20 м. 20 - это семантический знак, который означает для нас расстояние пройденное мячиком. Мы использовали на входе формулы семантический знак. При промежуточных вычислениях мы получили несемантический знак. Используя промежуточный несемантический знак, мы получили на выходе семантический знак.

Можно попытаться объяснить, что 4 - это время движения возведенное в квадрат, но для нас эта величина не имеет смысла.

Граф. Между стрелками - одно понятие.

величина -> время движения мячика -> имеет значение -> 2

величина -> расстояние, пройденное мячиком -> имеет значение -> 20

величина -> t^2 -> имеет значение -> 4

числа 2,4,20 являются значением некоторой величины. 2, 20 являются значением величины, которая имеет семантическое значение. Число 4 является значением величины, которая не имеет семантическое значение. При этом мы рассматриваем числа 2, 4, 20 как знаки, которые имеют свое значение внутри графов с другими знаками.


Аналогично происходит с несемантическими сетями. На входе используются семантические знаки, на выходе получаются семантические знаки, а промежуточные значения узлов сети не имеют семантического смысла. Суммирование сигналов от соседних узлов сети само не является семантическим значением.

 

След

След - это отличительные качества объектов, приобретенные объектами не с целью передачи информации, но отражающие что-либо: объекты, события произошедшие с объектами, качества объектов и т.д.

Пример следа: археологические находки и улики преступления.

След содержит незнаковую информацию. Нечто, не являющееся знаком, может содержать информацию не в виде знаков. Пример: найденные кости мамонта содержат информацию о доисторическом мире.

1. Информация может содержаться в виде причинно-следственных связей. Например, по предмету можно определить, кто и для чего его создал и для чего использовал.

Если человек прошел и оставил следы на почве, то следы содержат информацию: о направлении движения человека, о размере обуви, о типе обуви, о походке человека и т.д. Произошедшие события оставляют после себя какие-то следы, по которым можно узнать об этих событиях. Это улики о преступлениях, следы Большого взрыва, археологические находки и т.д.

2. Информация подобия. Если найдена древняя каменная статуя, то она не является знаком и главная часть информации не содержится в причинно-следственных связях. Информация содержится в подобии статуи с объектами, существовавшими в прошлом.

 

Обработка информации

Обработка информации - преобразование одной порции информации в другую порцию информации по некоторому определенному заранее или формирующемуся в процессе обработки алгоритму.

В результате создания нового алгоритма при обработке информации, может происходить самоорганизация.

 

Мутация информации

Мутация информации - преобразование одной порции информации в другую порцию информации случайным образом.

Для понимания определения нужно пояснить понятие "случайность".

Случайность - невозможность предсказать исход события на основе используемой алгоритмической модели. Далее результат применения определения зависит от того, какую алгоритмическую модель мы используем для предсказания исхода события.

 

Цель

Необходимые условия для существования цели:

1. Наличие интеллекта. Необязательно естественного интеллекта.

2. Наличие задачи или цели.

3. Совершение действий по достижению цели или решению задачи.

4. Действия могут меняться в зависимости от деятельности интеллекта и изменений условий окружающей среды.

Тогда мы говорим, что действия из п.3 совершаются с целью п.2.

Еще могут быть действия по заложенной программе без высокого интеллекта. Нет четкой границы между действиями с целью и действиями по заложенной программе. Если мышь ищет еду, это действия с целью или действия по заложенной программе?

 

Разум

Основные качества системы, обладающей разумом можно определить так:

1. Системе передается информация в виде множества семантических знаков.

2. Система устанавливает соответствие между семантическими знаками и объектами из предметной области, которые они обозначают. Для этого информация о таком соответствии должна храниться в системе. Система устанавливает соответствие между знаком и внутренним представлением объекта.

3. Семантические знаки передают некоторые отношения между объектами предметной области. Информация об отношениях между объектами предметной области хранится в системе. Система устанавливает соответствие между отношениями, которые передают знаки, и отношениями, информация о которых хранится в системе.

4. Система выполняет операции по обработке информации. Операции должны соответствовать переданной системе информации и ситуации на момент передачи информации. В результате могут быть получены новые отношения между теми же или другими объектами из предметной области.

5. Система выводит результат обработки информации в виде множества семантических знаков.

 

Пример работы разума

В системе хранятся представления понятий из предметной области:

Пример

Код……………..Понятие

1……………………Комната

2…………………..Стол

3……………………Диван

4…………………….Кресло

5……………………..Использовать

6……………………….Человек


Код……………Отношение………………………………………….Значение отношения

7…………………Человек использовать комнату…………………..человек находится в комнате

8………………Человек использовать стол…………………………..человек сидит за столом

9…………………Человек использовать диван……………………….человек находится на диване

10……………….Человек использовать кресло………………………человек сидит в кресле


Правила вывода: Отношения 8, 9, 10 взаимоисключающие. Отношение 7 выполняется тогда и только тогда, когда выполняется одно из отношений: 8, 9, 10

Текущее состояние системы: выполняется отношение 9.

1. Системе передается информация в виде множества семантических знаков.

Пример. Системе задается вопрос: Человек использовать стол?

2. Система устанавливает соответствие между семантическими знаками и объектами из предметной области, которые они обозначают. Для этого информация о таком соответствии должна храниться в системе. Система устанавливает соответствие между знаком и внутренним представлением

Пример. Каждое из слов в вопросе сопоставляется с соответствующим слове в списке слов.

3. Семантические знаки передают некоторые отношения между объектами предметной области. Информация об отношениях между объектами предметной области хранится в системе. Система устанавливает соответствие между отношениями, которые передают знаки, и отношениями, информация о которых хранится в системе.

Пример. Отношение в вопросе сопоставляется с отношением 8.

4. . Система выполняет операции по обработке информации. Операции должны соответствовать переданной системе информации и ситуации на момент передачи информации. В результате могут быть получены новые отношения между теми же или другими объектами из предметной области.

Пример. Поскольку задается вопрос, система ищет ответ. Система проверяет текущее состояние (отношение 9). Поскольку отношения 8, 9 являются взаимоисключающими, делается вывод, что ответ на вопрос: «Не верно».

5. Система выводит результат обработки информации в виде множества семантических знаков.

Пример. Выдается ответ: «Не верно».

При этом не показана программная реализация этой схемы. Это только схема, демонстрирующая выполнение описанных пунктов. Могут использоваться разные формы одних и тех же слов или синонимы. Тогда задача п.2 усложняется. Отношения могут передаваться разными формами высказываний, многозначными высказываниями. Тогда задача п.3 усложняется. В систему могут быть добавлены имена разных людей, большее количество предметов, способов использования предметов. Могут быть добавлены понятия классов предметов: мебель, помещение. Тогда п.4 усложняется. Могут быть добавлены различные формы фраз для ответа, тогда п.5 усложняется. Система, обладающая интеллектом должна распознавать какой-то минимальный набор понятий из предметной области, минимальный набор отношений между понятиями из предметной области, и выполнять минимальный набор операций над объектами и отношениями. Иначе система будет не полной, и не будет понимать какие-то знания. Минимальный набор определяется особенностями предметной области.

 

Комментарии:

  • Игорь 22.02.2017 02:01

    Порадовало что изложенные концепции очень похожи на мои собственные, а значит истина где-то рядом, ведь только глупости у всех разные, а истина одна). Разочаровало радикальное расхождение в определении понятия "информация", в моей системе знаний информация это интеллектуальная сущность памяти (следа). Размышления на примере со следом на почве проводил и я, но выводы ми сделали разные...

Добавить комментарий анонимно: