Сбор и классификация (иерархическое структурирование) информации

Модель коры головного мозга: иерархия и структура

Хочу сделать замечание насчет размера картинки, гигантской, по словам Д.Хокинса. Такая, вроде бы, безобидная характеристика рождает сильную психологическую инерцию, заставляет думать о сверхсложной системе. Но вспомним, что сам Д.Хокинс подчеркнул, что «... лучшие решения научных проблем просты и изящны».

Это значит, что выявилось противоречие! Формулируем:

• картинка должна быть действительно гигантской – вспомним о бесконечном потоке данных на тысячах кусочков;

• картинка должна быть небольшой – ведь «... лучшие решения научных проблем просты и изящны».

И решаем. С помощью подсказки И.Гиббса о «... поиске такой точки рассмотрения, с которой объект представляется в его величайшей простоте», находим типовое решение - это одна и та же небольшая картинка, но она повторяется многократно, т.е. структура должна быть иерархической.

С точки зрения принципов эволюции организации систем поняты причины иерархичности - сложные структуры с большим количеством элементов теряют устойчивость.⁶¹

Кстати, есть красивая и простая аналогия для предложенного решения – шифровальная решетка. Квадрат «10х10» с вырезанными окошками, через которые на бумагу вписываются буквы текста. Четыре поворота решетки и на бумаге нечитаемый текст. Простая структура (решетка) + иерархия (4 слоя с поворотом) = хаос!

Теперь самое время обратиться к иерархии. К вопросу - почему кора головного мозга построена как иерархия? - Д.Хокинс обращается неоднократно. Предлагаемый им ответ: «Иерархическая структура⁶² коры хранит модель иерархической структуры реального мира. И именно только потому, что кора построила модель мира, можно представлять себе мир, двигаться в нем и прогнозировать будущее. (125, 137)

Картотека как внешняя память исследователя. Кора и картотека – альтернативные системы

Продолжу иерархические изыскания. И, хотя боязно, представлю сравнение строения коры мозга и ... картотеки. Да, коры мозга (самой сложной системы в природе) и сравнительно простеньких картонно-электронных карточек, несущих на себе факты, отклассифицированные по вполне обозримой и довольно простой схеме иерархически связанных понятий. Но, иерархическая структура фактов картотеки хранит модель иерархической структуры реального мира.⁶³ Посмотрим на картотеку более внимательно.

Два первых раздела ее классификации: 100 – природа и 20000 – общество. Любой факт всегда может быть классифицирован по самому верхнему уровню каждого из разделов. В картотеке такой шифр будет выглядеть: 100.20000.300000. А вот и наглядный пример карточки с таким шифром:

3310

Общество должно стать независимым от технологии элементарных потребностей. Должны быть решены фундаментальные проблемы любой цивилизации: продовольствие, одежда, транспорт, а также начало жизненного пути, распределение благ, охрана здоровья и достояния. С.Лем. Сумма технологии. М, «Мир», 1968, http://lib.ru/LEM/summa.htm 100.20000.300000 Далеко не случайно, что самые общие вопросы триады «Природа – Общество Задача» осмысливал и приводил возможные решения Станислав Лем

Еретический вывод № 1: картотека – это внешняя и, как показывает анализ – альтернативная, память исследователя! Смотрите, как интересно - получается явное взаимодополнение:

Качества, характеристики памяти	В коре мозга	В картотеке
Хранимый объем информации	Неограниченный	Ограниченный
Способность гарантированно, в любом количестве и в любое время объединить хранящиеся факты	Низкая	Высокая
Быстрота доступа к нужному факту	Низкая	Высокая
Наличие классификации	Нет	Есть
Работоспособность	Ограниченная	Неограниченная
Возможность повреждения	Высокая	Низкая
Возможность резервирования (копирования)	Низкая	Высокая
Возможность физического объединения с другими массивами	Низкая	Высокая

Ересь № 2: в какой-то момент картотека, сделанная на электронном носителе, имеющая иерархическую систему классификации, «прошитая» внутренними гиперлинками и снабженная для сбора внешней информации сенсорами (т.н. технология сетевых агентов), перейдет в новое состояние – построит модель мира, в которую включит и модель самой себя...⁶⁴

Главный признак «интеллектуальности» имеющейся на сегодня картотеки – она помогла найти структуру УСЭ. Можно возразить, что на самом деле факты отбирает, иерархическую классификацию создает и относит факты к ее критериям сам создатель картотеки. Но еще раз замечу – он только начинает сбор информации, разрабатывает и применяет классификацию к начальному массиву карточек.

После накопления «критической массы» процесс самоорганизуется – сама накопленная информация через шифры классификации указывает где и что искать, помогает увидеть аналогии между далекими областями, а самое главное, раз за разом, демонстрирует постоянство этапов и цель (конечный пункт) процесса эволюции. Так, когда начался сбор информации преимущественно по эволюции систем нетехнического характера, буквально замелькали слова – жизнеспособность, выживание, устойчивость или им близкие. Как говорится, «...надо было быть слепым, чтобы это не увидеть...».

Именно поэтому можно говорить, что картотека подсказала структуру системы Законов развития, которая позднее стала Универсальной Схемой Эволюции. В виде списка законов развития ТС (ЗРТС) Г.С.Альтшуллеру удалось «вытащить» из мира техники универсальные неустаревающие принципы. Но он, к сожалению, не пошел дальше – не предложил систему ЗРТС, не обобщил ЗРТС для нетехнических областей.

Кора и картотека – аналогия функционирования

На основе книги Д.Хокинса "On Intelligence" и цепочки «Список ЗРТС  Система ЗРТС  Универсальная Схема Эволюции» пересечение основных идей можно представить:

Д.Хокинс	А.Захаров
Кора ... организована как повторяющаяся иерархия. Мозг «не вычисляет» ответы на проблемы; он «вытягивает» ответы из памяти. Мозг делает лишь несколько шагов, чтобы «вытащить» что-то из памяти. Вся кора – это система памяти.	Картотека: факты и явления + классификация + иерархия. Картотека – это повторение организации и работы коры головного мозга человека, механическая модель памяти.
Клетки коры могут изучать и генерировать (выдавать, напоминать) последовательности образцов (паттернов), что является самым существенным для формирования инвариантных представлений и выработки прогнозов. Способ, которым Вы понимаете мир - это поиск инвариантной структуры в постоянно изменяющемся потоке на входе. (с. 84)	Инвариантная модель мира – это УСЭ, а вводимое в УСЭ описание конкретной системы - образ от органов чувств. Сравнение конкретной системы и инвариантной модели  прогноз развития конкретной системы. УСЭ – это максимально свернутая информация об эволюции всего сущего! Блоки УСЭ – это последовательность шагов (фаз, стадий) поведения систем.
Для предсказания будущих событий кора головного мозга должна хранить последовательности образцов.	Для предсказания будущих событий УСЭ хранит последовательность образцов.
Чтобы вызвать соответствующие воспоминания, кора должна восстановить образцы по их похожести прошлым образцам (автоассоциативный отзыв).	Чтобы вызвать соответствующие воспоминания, УСЭ должна восстановить образцы по их похожести прошлым образцам (автоассоциативный отзыв). В форме законов развития (взяты из ТРИЗ  дополнены и переструктурированы в УСЭ) представлены разные стороны эволюции систем. И теперь, когда появляется необходимость исследовать эволюцию какой-либо сегодняшней системы, мы переносим похожесть эволюции прошлых образцов (систем) на сегодняшнюю систему.
И, наконец, воспоминания должны быть сохранены в инвариантной форме так, чтобы знание прошлых событий могло быть применено к новым ситуациям, которые являются подобными, но не идентичными прошлому. (с. 105)	Воспоминания о прошлой эволюции должны быть сохранены в инвариантной форме так, чтобы знание прошлых событий могло быть применено к новым ситуациям, которые являются подобными, но не идентичными прошлому. УСЭ и есть инвариантная форма прошлых событий. Инварианты Схемы могут быть применены «... к новым ситуациям, которые являются подобными, но не идентичными прошлому».

8. Черты системы Искусственного Интеллекта

Все вышесказанное позволяет предположить, что проблема создания реального Искусственного Интеллекта (ИИ) будет решена с помощью подхода в виде УСЭ или очень близкого.

Ересь № 3. Вообще-то, в середине 70-х гг. прошлого века Искусственный Интеллект был создан. На сегодня он частично компьютеризирован, частично работет в ручном режиме, т.е. при участии человека.

Прошу уважаемого читателя воспользоваться слегка перефразированным советом Гиббса, и «... найти такую точку рассмотрения, с которой известный объект предстанет в новом свете».

Так вот, этот ИИ, решающий ЕДИНООБРАЗНО большинство задач, называется ТРИЗ.

Осталось структурировать ТРИЗ, а это и есть УСЭ или в компьютерном оформлении - USESoft, а затем вытеснить человека-решателя из системы «USESoft + Человек». Кстати, недавний эксперимент показал: в части решения проблем USESoft может пройти тест Тьюринга...