mamlas (mamlas) wrote in eto_fake,
mamlas
mamlas
eto_fake

Читаем об эволюции искусственной жизни

Ещё из научной фантастики

5 книг об эволюционной кибернетике
Что читать о кибернетическом подходе к эволюции, рекомендует Владимир Редько

Что за биологические системы управляют поведением организмов? Какова была эволюция этих систем и какие информационные процессы в них происходят? ©

Ещё «5 книг о...»


Модель нейрона

Как появился человеческий интеллект и что он собой представляет? Каким образом можно использовать биологические знания для проектирования искусственного интеллекта? Это вопросы, на которые ищет ответы эволюционная кибернетика. Доктор физико-математических наук Владимир Редько рассказал о книгах, которые стоит прочитать, чтобы узнать о ней больше.

Владимир Редько — доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПМ им. Келдыша.

1. Редько В.Г. Эволюция, нейронные сети, интеллект. Модели и концепции эволюционной кибернетики
(М.: URSS, 2005 и др.)

Когда я был студентом Физтеха, на втором курсе меня заинтересовала проблема: почему математика применима к физике, ведь, когда математики доказывают теоремы, они делают это чисто логическим путем? И непонятно, почему эти формальные выводы применимы к реальной природе. Чтобы разобраться в проблеме, я решил, что надо проанализировать эволюцию познавательных способностей биологических организмов и то, как в конце концов эти способности привели к появлению логического мышления человека, которое применимо к познанию природы.

Об этом и книга. В 80-х годах меня заинтересовали модели происхождения жизни. Начинал я с самых простых моделей организмов и зацепился за работы нобелевского лауреата Манфреда Эйгена: он как раз занимался этой темой. В книге я рассказываю и о его моделях происхождения жизни, и о своих. Также я рассматриваю общие подходы к эволюции и те методы, которые можно использовать: нейронные сети, модели искусственной жизни и модели адаптивного поведения.

Книга была написана в 2005 году, и ее пора уже, конечно, обновлять: много нового появилось. Я рассказал там о направлении «Адаптивное поведение», которое может служить заделом исследования познавательных способностей, а в настоящее время появились такие направления, как когнитивные архитектуры, автономные агенты. И в них тоже рассматриваются познавательные способности и то, как их можно моделировать с помощью вычислительной науки. Это действительно новая вещь, а в этой книжке такого широкого взгляда с учетом современных знаний пока нет, ее надо расширять.

2. Турчин В.Ф. Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции
(2-е изд. М.: Словарное издательство ЭТС, 2000)

Валентин Фёдорович Турчин был по образованию физиком, увлекался кибернетикой, создал один из первых языков естественного интеллекта — Рефал. У его книги «Феномен науки» есть подназвание: «Кибернетический подход к эволюции». В этом подходе он рассматривает эволюцию познавательных способностей и эволюцию математического знания. Турчин ввел концептуальную теорию метасистемных переходов, объясняющую, как системы управления более низких уровней могут преобразовываться в системы управления более высокого уровня — это и называется метасистемным переходом. Например, он рассматривал смещение от первобытного мышления людей, которые жили до появления математики, до появления аксиоматической теории Евклида, к критическому мышлению, когда человек сам осмысливает то, что он думает, и критически относится к своей мысли. Это Турчин тоже называет метасистемным переходом.

Книга была хорошо написана. Создавалась она где-то в районе 1970 года в СССР и уже была сдана в набор, но из-за диссидентской деятельности автора (Турчин занимался ею в 60–70-е годы, и ему пришлось уехать из СССР в конце 70-х) на него и издательство надавили, набор был разобран, и книга вышла впервые в 1977 году на английском языке. Потом она была переиздана уже в 1990-х и 2000-х годах в России, на русском языке, она есть в интернете, ее можно легко найти. И это действительно интересная книга, которую можно рекомендовать прочитать.

3. Саттон Р., Барто Э. Обучение с подкреплением
(М.: Бином, 2011)

Книга была написана на английском языке в 1998 году. Саттон и Барто в Массачусетском университете разработали теорию обучения с подкреплением, и ее суть состоит в следующем. Есть искусственный организм, назовем его агент. Он находится во внешней среде, среда на него действует, он выполняет действие и получает подкрепление — положительное или отрицательное, как если бы мы на этого агента действовали кнутом и пряником.

Авторы отталкивались от достаточно серьезных математических теорий, в частности от книги Гарри Клопфа «Гедонистический нейрон». Гедонистический — в смысле получающий удовольствие. И они применили марковские процессы, хорошо известные в математике методы, а также использовали метод динамического программирования, хорошо известный метод Беллмана. В динамическом программировании, если нужно прийти к какой-то цели, просматриваются разные пути прихода к цели, и идут от конца к началу. Благодаря этому все связывается в единую цепочку.

Используя такие математические подходы, авторы вывели простую схему поведения и взаимодействия автономного агента, модельного организма, с внешней средой. Агент совершает какие-то действия, получает поощрения или наказания и с учетом этого опыта обучается так, чтобы в будущем получить максимально большую награду. В настоящее время метод обучения с подкреплением — один из известных и популярных методов в вычислительном интеллекте.

4. Klopf A.H. The Hedonistic Neuron: A Theory of Memory, Learning and Intelligence
(Hemisphere Pub. Corp., 1982)

К сожалению, Гарри Клопф уже умер, но книга его способствовала работам Эндрю Барто, который является ключевым автором в «Обучении с подкреплением».

Гарри Клопф как раз старался навести связи между биологией и вычислительными науками. Он попытался представить, как должна работать нервная сеть организма, который стремится получить удовольствие. И для этого он придумал такую схему нейронных сетей, чтобы сами отдельные нейроны получали удовольствие, и из этих получающих удовольствие нейронов получался такой мозг, который обеспечивает жизнь обучающегося организма.

Эту книгу действительно можно рекомендовать, но ее сложно найти. Я в 90-е годы с большим трудом ее достал, мне дали какой-то ксерокс…

5. Braitenberg V. Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology
(MIT Press, 1984)

The vehicles — это передвигающиеся средства, тележки.

Валентино Брайтенберг попытался представить искусственные организмы, которые могли бы постепенно научиться максимально интеллектуально жить. Он представлял, как у организмов, животных, которые начинают двигаться, сначала вырабатывается определенная сенсорика, потом эта сенсорика постепенно усложняется — и вот это путь к формированию определенного интеллекта.

Книга хорошо известна, на нее достаточно активно ссылаются. Я ее прочитал здесь, в Ленинке в свое время.

© ПостНаука, 30 мая 2012
Tags: 20-й век, версии и прогнозы, интересно, исследования и опросы, книги и библиотеки, компьютеры и роботы, наука, психология, рейтинги, слова и термины, современность, техника и технологии, ученые, фантастика и утопии, человек
Subscribe

promo eto_fake march 28, 2012 00:37 7
Buy for 10 tokens
Large Visitor Globe Поиск по сообществу по комментариям
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments