Главное о программной модели механизмов адаптивности живого существа

Осуществлена реализация индивидуальной системы адаптивности на основе жизненных параметров, вторая версия. Устройство не является эмуляцией, а действует в реальном контакте с оператором-воспитателем.
Программно реализовано живое существо (система гоместаза определяет базовые стили реагирования) с ограниченными сенсорами: только слова и только пара десятков раздражителей, способных изменять жизненные параметры и тем самым менять активность текущего стиля поведения. Такое ограничение и применение высокопроизводительного языка Golang дало возможность минимизировать ресурсы так, что существо общается с оператором в реальном масштабе времени.

Участники разработки:

Парусников Алексей Владимирович

Петрийчук Николай Дмитриевич

Лендинг-презентация Beast

Выяснилось, что популярное и информативное изложение результатов проекта создания системы индивидуальной адаптивности Beast вызывает затруднения и непонимание даже у специалистов. В том числе из-за того, что нужно внимательно прочесть весь немалый текст, чтобы составить общее представление.

Поэтому сделан предельно упрощенный вариант вхождения в виде лендинг-презентации, в которой на шести слайдах очень простым и понятным для всех языком изложено сделанное и, главное - назначение Beast.

На каждом текстовом блоке слайдов, внизу есть Пояснение, открывающее более обстоятельное, но краткое описание для специалистов.

Слайды удобно листаются с помощью стрелок Вверх-Вниз на клавиатуре или клавиш PageUp и PageDown,

Круглые картинки могут быть ссылками и тогда при подведении курсора появляется название документа.

Итак, Лендинг-презентация Beast и ее короткий адрес: fornit.ru/beast

Теперь удобно и нужно давать ссылку именно на такую презентацию там, где нужно упомянуть о Проекте Beast.

Когда выйдет научная статья в журнале ВАК по результатам разработки, она будет включена ссылкой в этот лендинг.

Почему Beast - живая система

Очевидным является то, что живая система обладает способностью поддерживать свое активное функциональное состояние пока не умрет, после чего уже наблюдатель не станет относить ее к живому. Это значит, что у живых организмов есть такие жизненные параметры, которые система жизнеобеспечения поддерживает в состоянии вне фатального выхода их из нормы, после чего организм перестает быть живым.

В биологии такая система называется гомеостазом. Все живое отличает определенная стабильность поддержания своих жизненных параметров, регулируемая распознавателями выхода этих параметров из нормы и возврата их в норму с помощью управляющих функций поведения.

Реалии жизни в природе характерны обязательным наличием нескольких поведенческих стилей: Исследовательский, Пищевой, Половой, Защитный, Агрессия (преодоление препятствий для реализации необходимого вида поведения), которые обеспечивают поддержание в норме жизненных параметров. Эти контексты являются непосредственным участниками гомеостаза, без них в природе невозможно поддержание жизни: отсутствие любого из них сделает жизнь в природных условиях невозможной. Если нет гомеостаза - то и поведение не будет в достаточной степени адаптивным к реальным условиям, а не какой-то симуляции. Не будет всех эволюционных усложнений индивидуальной адаптивности вплоть до произвольности и их не заменят никакие технические ухищрения.

Если у системы есть механизмы восстановления своих жизненных параметров, для чего в разных ситуациях необходимы определенные стили поведения, то о таком можно условно говорить как о живом. Условно – как и вообще все понятия и определения– есть принятая условность. Но это – строго обоснованная условность: если нет гомеостаза, то нет и всех более высокоорганизованных механизмов адаптивности, которые можно наблюдать у живых существ, которые формируются всегда именно на основе системы гомеостаза.

Другими словами, живая система – всегда имеет механизмы индивидуальной адаптивности, которые сохраняют ее состояние в некоем стабильном состоянии, которое для наблюдателя представляется живым. Но и в неживой природе так же можно выделить механизмы, способные поддерживать данный объект нашего внимания в некоем стабильном состоянии. Поэтому в определении живого должно быть включена не просто адаптивность, а управляющие механизмы, обеспечивающие поддержание живого состояния: живое всегда имеет механизмы управления своими жизненными параметрами в зависимости от текущего состояния.

Противоположное понятию Жизнь слово Смерть - прекращение, полная остановка биологических и физиологических процессов жизнедеятельности организма, как уже говорилось – есть основа эволюционного усложнения.

Перечисляемые в определениях живого такие свойства как получение энергии из окружающей среды, способностью к развитию, реакцией на раздражители, размножение на основе первичного наследуемого кода и т.п., включая гомеостаз можно организовать с помощью не биологических материалов и даже программно. Особенно легко дается размножение. Так что необходимо выйти из стереотипов определений типа “жизнь – есть форма существования белковых тел”.

Хотя понятие живого-неживого – условны, это – выделение нашим вниманием определенных критериев такого различия (а в природе все это равнозначно), но критерии различия живого от неживого теперь однозначно сформулированы: жизнь – функционирование системы гомеостаза.

Суть реализованного

Прототип реализован в точном соответствии с последовательностью эволюционных периодов развития все более совершенных механизмов индивидуальной адаптивности.

Основу составляет наследственно предопределенные параметры и связи, в том числе безусловные рефлексы.

На их основе при восприятии нового возникают условные рефлексы классического типа. Прототип позволил четко определить свойства таких рефлексов, исправив путаницы в существующих определениях.

На следующей ступени развития формируются базовые моторные автоматизмы, которые при срабатывании запускают период ожидания последствий и оценивают эти последствия как изменение жизненных параметров. Это позволяет отсеивать неудачное и фиксировать удачное. Это, также, позволяет набирать Правила типа Стимул-Ответ-Эффект.

Далее развивается система автоматизмов и Правил, появляется информационная модель абстрактного восприятия, ментальные циклы и ментальные правила.

Это – большая и сложная тема о том, что составляет психику.

Как реализована психика

Слово “психика” проистекает из греческого “душевный, жизненный”. Это – то в мозге, что отвечает за создание новых поведенческих реакций, в отличие от уже имеющихся рефлексов и автоматизмов (хотя автоматизм по механизмам полностью отличается от рефлексов, формируясь осознанно, но в конечном счете выполняет ту же функцию - совершаемое действие без его осознания. Это – очень непростой для понимания процесс, так что дальше потребуется особый игровой режим понимания.

В привычных ситуациях не требуется искать как поступить и просто срабатывает рефлекс или автоматизм. Но если в ситуации есть что-то новое и важное, то на это сразу же обращается осознанное внимание (вот зачем в психике нужно сознание) и решается, запустить ли привычное реагирование или подставить другую из уже известных реакций. А если нет в запасе подходящих реакций, то сознание переходит в режим задумчивости чтобы найти решение (вот когда появляются мысли). Ну, а если проблема такова, что сразу не придумаешь, что делать, то возникает особый вид памяти для хранения нерешенной проблемы и при каждом подходящем случае эта проблема активируется в виде доминанты, которая перекрывает все менее значимое в данный момент. Тогда начинается мышление с целью решить проблему. Доминанты могут сохраняться долго, годами и даже всю жизнь.

Если придуманы действия, которые нужно совершить для решения проблемы, то они запускаются в виде пробного автоматизма и начинается ожидание результата. В случае положительного достижения цели, автоматизм закрепляется как постоянный для данных условий и возникает правило: в данных условиях нужно так поступать.

Если случилась неудача, то отрицательный результат связывается с памятью пробного автоматизма и возникает правило: так не поступать в данных условиях.

Правила запоминаются в особом виде памяти, который называется эпизодической памятью. Здесь в виде правил формируются карты местности (природной, улиц и зданий), карты действий (какой следующий ход в шахматах будет правильным) и вообще любые правила на все случаи. Они не смешиваются в общей куче, а связаны с образом текущих условий так, что как только этот образ становится активным, так всплывают и подходящие правила.

В контексте текущего активного образа условий все, что появляется в восприятии оценивается по своей значимости и новизна значимых объектов внимания выделяет самый значимый из них, на котором и концентрируется осознанное внимание, он начинает осознаваться, сразу воскресают запасенные правила и вся эта информация создает общую картину самоощущения, в которой и возникают цели, мысли и решения.

Таким образом психика, в конечном счете занята оценкой приемлемости уже имеющихся действий и подбором новых действий, выполняющих текущую цель (или жизненные потребности или доминанта нерешенной проблемы).

Если это читает программист или схемотехник, то он вполне может представить себе картину работы психики. Такой человек способен оценить очевидность необходимости отдельных составляющих системы индивидуальной адаптивности по приведенному фрагменту. Но механизмы, реализующие всю эту функциональность очень сложны, хотя в общем описании выглядят вполне простыми.

Все усложняется тем, что кроме правил для внешне наблюдаемых действий, фиксируются правила и для мысленных действий, т.е. активации внутренних функций получения информации и создания новых автоматизмов. По таким ментальным правилам действует мысль, чтобы развиваться в нужном направлении. И следы таких ментальных действий – это то, что мы видим в сновидениях.

Как реализовано самоощущение

“Сознание”– очень старое слово и поэтому оно не очень подходит к тому, что происходит в психике. Лучше использовать слово “самоощущение”.

В большинстве определений используется слова “ощущение”, “чувство”, которые никак не определены и поэтому такое определение теряет познавательный смысл.

Не каждое живое существо и не всегда понимает, что оно – живое. Для этого нужно обратить внимание на свое состояние, выделив его среди всех других объектов возможного внимания в этот момент и оценив значимость своего состояния. И тогда можно сказать: “Я мыслю – значит я существую”. А вне внимания к своему состоянию гомеостаз выполняет свою функцию незаметно, в фоновом режиме с помощью уже имеющихся рефлексов и автоматизмов.

Можно совершать сложные поведенческие акты в самых разных контекстах и при этом ничего не ощущать, что и происходит не только у простых живых существ, но постоянно – и у самых сложных. Мы можем привычно жить и действовать, даже не замечая своих действий, а занятые какими-то своими более важными в этот момент мыслями. Мы не замечаем даже сильную боль, если не обращаем на нее внимание, отвлекаясь на что-то более важное.

Поэтому ощущение чего-то – всегда привлечение осознанного (а не какого-то другого вида) внимания к данному объекту. При этом возникает выделение, абстрагирование объекта внимания среди потока другой сенсорики в качестве “чистой” модели, системе познанных на прежнем опыте взаимодействия свойств этого объекта - правил. И это – тот самый сакраментальный процесс, о котором толком ничего не известно в академической науке.

Внешне такой процесс выделения вниманием представляет собой реализацию механизмов изменения состояния управления в самой системе управления. Поясним. Поведенческие действия могут быть направлены вовне в виде моторных действий (мышцы или выделение гормонов), а могут быть направлены на изменение состояния самой системы управления – “внутренние действия”.

Именно “внутренне”, т.е. с точки зрения самой системы выделения внимания, происходит понимание значимости выделенного объекта в данных условиях и тогда становится понятно, в каком направлении проблему далее решать.

Внешне выделенная значимость выглядит как величина сигнала от -10 до +10 (в мозге нет более точных градаций) и все. А внутренне возникает информационная (информирующая) картина возможных ответных действий – ощущение значимости или смысла, связанного с объектом внимания в данных условиях. А раз объект внимания оказывается выделенным независимо от всего остального, то возникает возможность манипуляций с ним с помощью “внутренних действий” и даже изменения его значимости.

Когда мы обращаем осознанное внимание на зеленый цвет, то, в первую очередь, получаем информацию о его значимости для нас в данных условиях: если это зеленый лист, зеленый яд, зеленый сигнал светофора – значимость и возможное взаимодействие будут совершенно разными потому, что объект зеленого цвета имеет самые разные модели в разных условиях. И мы ощущаем его как целостную картину, которую создают для нас механизмы “внутренних действий”. Получающаяся абстракция модели объекта внимания, ощущаемая нами, не существует в природе ни в каком виде, она существует только в виде системы ее значимости для нас.

Внешне это – процессы активных механизмов, а субъективно это – ощущения значения объекта внимания, понимание того, что это значит для нас. Субъективное ощущение – это форма материальных процессов - нематериальное отражение абстракций, которое никак ни с чем взаимодействовать не может т.к. его не существует объективно. Понять это сложно, это – дело наработки опыта понимания и наработанных привычек (автоматизмов мышления).

Результат процесса получения значимой информации о выделенном внимании объекте воспринимается как ощущение смысла (оцененной значимости и более тут нет никаких других таинственных составляющих.

Определение значимости начинается уже на уровне гомеостаза, формируя контексты значимости, стили поведения. Это позволяет разделять реакции по их назначению, что и происходит для безусловных, а потом и условных рефлексов. Но в новых условиях, когда для данной совокупности признаков восприятия в данном значимом контексте нет заготовленной реакции, возникает необходимость обработать такое состояние и выдать пробное действие, которое будет оценено и получит свою позитивную или негативную значимость. Такое внешнее действие будем называть автоматизмом, отличающимся от рефлексов тем, что получает свою значимость по результатам пробного действия и может впредь выполняться в данных условиях (позитивная значимость) или не выполняться (негативная значимость и тогда проблема нахождения приемлемой реакции в данных условиях остается нерешенной.

Чтобы создать пробный автоматизм необходимо выделить объект внимания – текущую ситуацию и передать эту информацию в область механизмов, специализирующихся на решении проблемы. При это и происходит выделение вниманием – абстрагирование. Понятно, что механизмы, которые решают проблему, не действуют внешне на мышцы или гормоны, а предназначены для “внутренних действий”. А значит, что для них так же создаются автоматизмы, чтобы каждый раз заново не проходить путь решения проблемы если он уже найден. Такие автоматизмы назовем ментальными, а процесс их активности – мышлением.

При том, что все было сказано очень коротко, почти намеками на понимание, система таких механизмов уже реализована в виде прототипа. Она оказалась достаточно сложной, без возможности вникнуть в алгоритм всего лишь с помощью одной статьи.

Адекватное адаптивным механизмам определение: Самоощущение – получение информации о значимости (смысле) модели выделенного объекта внимания.

Как реализована мыслительная деятельность

В контексте текущей информационной картины становится очевидной наиболее актуальная цель, для которой нужно найти подходящие действия для ее достижения.

Мысль – это цепочка внутренних действий (т.е. получения дополнительной информации и способов создания нового поведения). Эти действия не моторные, а перераспределяющие внутренние активности, состоящая из звеньев, активирующих генетический набор информационных функций (ранее упомянутых как наследственный набор, определяющий потенциал мышления), позволяющих решать алгоритмически выразимые задачи (т.е. информационные функции – алгоритмически завершенные последовательности для выполнения заданной функции получения информации из доступных данных, например, из эпизодической памяти).

Информационные функции были сформированы эволюционным отбором и у какого организма богаче набор таких функций, то и потенциал возможностей мышления у него выше. Эта может быть функция выборки кадров эпизодической памяти (воспоминание прошлого), функция нахождение наиболее вероятного исхода поведения в данных условиях (прогноз), функция нахождения общего в нескольких фрагментах памяти (создание обобщенного образа восприятия или действия) и много других.

Так же как в привычных ситуациях срабатывают автоматизмы, не требуя осознания, так и мысли в привычных случаях решения задач используют автоматизмы, но уже ментальные – для последовательного запуска информационных функций по опыту известных ментальных правил.

Если уже есть ментальные правила прошлого опыта о том, какую информационную функцию лучше запускать в данных условиях после предыдущей, то мысль так и пойдет. Если еще нет, то может быть активирована общая функция поиска следующего шага мышления.

После отработки информационной функции общая картина понимания обновляется новой информацией и в новом контексте текущей ситуации может быть запущена следующая подходящая информационная функция. И снова измениться общая информационная картина.

Так что мышление – это рекурсивный циклический запуск функции осмысления для вызовов информационных функций с обновлением ощущаемой информации до тех пор, пока он не будет прерван чем-то более важным (и тогда запоминается на чем было прервано мышление) или достигается поставленная цель нахождения решения.

Для самоощущения доступно только изменение общей информационной картины, а то, как работают информационные функции – нет.

На следующем этапе реализации будет доработана поддержка Доминанты нерешенной проблемы. Для каждой будет организована своя функция осмысления с упрощенным обновлением целевой информации (т.е. главное там – цель доминанты). В отличие от главной функции осмысления, информация по доминанте не будет сразу обновлять ощущаемую информационную картину. Рекурсивные циклы мыслительных действий для решения доминанты, все время обновляющие целевую информационную картину, функционируют постоянно на время существования Доминанты, никак не ощущаясь, и только специальный распознаватель (одна из информационных функций) следит за тем, а не появилось ли решения активных целей и проблем. Если да, то такое решение пропускается для обновления информационной картины (что становится доступно для осознания в виде результата работы мысли), если нет, то самоощущение остается на прежнем уровне и не мешает текущей оценке необходимых действий.

Как видно, в работе психики нет ничего сакраментального, хотя сам процесс очень непрост для понимания в виду его непривычности. Мозг – это схемотехническое устройство.

Доступность исходных кодов и описаний

Проект в настоящее время полностью открыт для всех желающих соучастников или для самостоятельного продолжения разработки, код схемы Beast и Пульта связи – доступны в виде репозиториев.

Полное описание отчета и всех сопроводительных материалов - в fornit.ru/64975

По результатам программной реализации модели адаптивности живого существа переписана книга “Что такое Я” (fornit.ru/40830), дополнившись новыми данными. Это значительно конкретизировало описываемые механизмы, сделало текст намного более понимаемым и ясным.

По результатам проекта была полностью переписана книга Мировоззрение и опубликована на сайте.

Комментарии к статье К.Анохина: fornit.ru/65225
Про циклы мышления Beast популярно: fornit.ru/66140
Схема процесса осознания Beast популярно: fornit.ru/66141