Bilişsel mimari - Cognitive architecture

Bir bilişsel mimari hem yapısıyla ilgili bir teori hem de insan zihni ve yapay zeka (AI) ve hesaplamalı bilişsel bilim alanlarında kullanılan böyle bir teorinin hesaplamalı bir somutlaştırılması.[1] Bilişsel bir mimarinin ana hedeflerinden biri, çeşitli sonuçları özetlemektir. kavramsal psikoloji kapsamlı olarak bilgisayar modeli.[kaynak belirtilmeli ] Bununla birlikte, sonuçların bir temel oluşturabileceği ölçüde resmileştirilmesi gerekir. bilgisayar programı.[kaynak belirtilmeli ] Biçimlendirilmiş modeller, kapsamlı bir teoriyi daha da rafine etmek için kullanılabilir. biliş ve ticari olarak kullanılabilir bir model olarak daha hızlı.[kaynak belirtilmeli ] Başarılı bilişsel mimariler şunları içerir: ACT-R (Uyarlamalı Düşünce Kontrolü - Rasyonel) ve BAŞLANGIÇ.[kaynak belirtilmeli ]

Yaratıcı Teknolojiler Enstitüsü bilişsel mimariyi şu şekilde tanımlar: "İster doğal ister yapay sistemlerde olsun zihin sağlayan sabit yapılar ve çeşitli karmaşık ortamlarda akıllı davranışlar sağlamak için mimaride somutlaşan bilgi ve becerilerle birlikte nasıl birlikte çalıştıkları hakkında hipotez. "[2]

Tarih

Herbert A. Simon yapay zeka alanının kurucularından biri olan, öğrencisi tarafından 1960 yılında yapılan tezin Ed Feigenbaum, EPAM olası bir "biliş mimarisi" sağladı[3] çünkü insan zihninin birden fazla temel yönünün nasıl çalıştığına dair bazı taahhütler içeriyordu (EPAM durumunda, insan hafızası ve insan öğrenme ).

John R. Anderson 1970'lerin başında insan hafızası üzerine araştırmaya başladı ve 1973 tezi ile Gordon H. Bower insan çağrışımsal bellek teorisi sağladı.[4] Uzun süreli hafıza ve düşünme süreçleri üzerine yaptığı araştırmanın daha fazla yönünü bu araştırmaya dahil etti ve sonunda, sonunda adını verdiği bilişsel bir mimari tasarladı. DAVRANMAK. O ve öğrencileri etkilendi Allen Newell "bilişsel mimari" teriminin kullanımı. Anderson'ın laboratuvarı terimi, bir makale ve tasarım koleksiyonunda yer alan ACT teorisine atıfta bulunmak için kullandı (o sırada ACT'nin tam bir uygulaması yoktu).

1983'te John R.Anderson bu alandaki ufuk açıcı çalışmayı yayınladı. Biliş Mimarisi.[5] Biliş teorisi ile teorinin uygulanması arasında ayrım yapılabilir. Biliş teorisi, zihnin çeşitli bölümlerinin yapısının ana hatlarını çizdi ve kuralların, ilişkisel ağların ve diğer yönlerin kullanımına taahhütlerde bulundu. Bilişsel mimari, teoriyi bilgisayarlarda uygular. Bilişsel mimarileri uygulamak için kullanılan yazılım da "bilişsel mimarilerdi". Bu nedenle, bilişsel bir mimari aynı zamanda bir plana atıfta bulunabilir. akıllı ajanlar. Önerir (yapay) hesaplamalı belirli bilişsel sistemler gibi hareket eden, çoğu zaman bir kişi gibi veya eylemler gibi hareket eden süreçler akıllı bazı tanımlara göre. Bilişsel mimariler genel bir alt kümeyi oluşturur ajan mimarileri. 'Mimari' terimi, sadece davranışı değil, aynı zamanda modellenen sistemin yapısal özelliklerini de modellemeye çalışan bir yaklaşımı ifade eder.

Ayrımlar

Bilişsel mimariler olabilir simgesel, bağlantıcı veya melez.[6][7][8] Bazı bilişsel mimariler veya modeller, bir dizi genel kurallar, örneğin, Bilgi İşleme Dili (Örneğin., Yükselmek göre birleşik biliş teorisi veya benzer şekilde ACT-R ). Bu mimarilerin çoğu, akıl bilgisayar gibidir analojisine dayanmaktadır. Tersine, alt sembolik işleme bu tür kuralları önceden belirtmez ve işlem birimlerinin (örneğin düğümler) ortaya çıkan özelliklerine dayanır. Karma mimariler, her iki işlem türünü de birleştirir (örneğin ZURNA ). Diğer bir ayrım, mimarinin merkezi bir sinirsel bağıntı ile işlemci özünde veya merkezi olmayan (dağıtılmış). Merkezi olmayan lezzet, adı altında popüler hale geldi paralel dağıtılmış işleme 1980'lerin ortalarında ve bağlantılılık en iyi örnek nöral ağlar. Başka bir tasarım konusu, ayrıca şunlar arasındaki bir karardır: bütünsel ve atomistik veya (daha somut) modüler yapı. Benzetme yoluyla, bu şu konulara kadar uzanır: Bilgi temsili.

Geleneksel olarak AI, zeka genellikle yukarıdan programlanır: programcı yaratıcıdır ve bir şeyler yapar ve onu zekasıyla aşılar, ancak birçok geleneksel AI sistemi de öğrenmek için tasarlanmıştır (örneğin, oyun oynama veya problem çözme becerilerini geliştirmek). Biyolojik açıdan ilham alan bilgi işlem Öte yandan, bazen daha fazlasını alır altüst merkezi olmayan yaklaşım; Biyo-esinlenmiş teknikler genellikle, etkileşimden genel davranışı ortaya çıkaran bir dizi basit genel kural veya bir dizi basit düğüm belirleme yöntemini içerir. Nihai sonuç belirgin şekilde karmaşık olana kadar karmaşıklık oluşturması umulmaktadır (bkz. Karmaşık sistemler). Ancak, sistemlerin tasarlandığı da tartışılabilir. yukarıdan aşağıya Beyin mekanizmalarının gözlemlerinden ziyade insanların ve diğer hayvanların neler yapabileceğine dair gözlemler temelinde, farklı bir şekilde de olsa biyolojik olarak esinlenmiştir.

Önemli örnekler

Uygulanan bilişsel mimarilerin kapsamlı bir incelemesi 2010 yılında Samsonovich ve diğerleri tarafından yapılmıştır.[9] ve çevrimiçi bir depo olarak mevcuttur.[10] Alfabetik sırayla, bazı iyi bilinen bilişsel mimariler:

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Lieto, Antonio; Bhatt, Mehul; Oltramari, Alessandro; Vernon, David (Mayıs 2018). "Genel yapay zekada bilişsel mimarilerin rolü" (PDF). Bilişsel Sistem Araştırması. 48: 1–3. doi:10.1016 / j.cogsys.2017.08.003. hdl:2318/1665249.
  2. ^ ICT web sitesine bakın: http://cogarch.ict.usc.edu/
  3. ^ https://saltworks.stanford.edu/catalog/druid:st035tk1755
  4. ^ "Bu Haftanın Citation Classic: Anderson J R & Bower G. H. İnsan çağrışımsal bellek. Washington, "içinde: CC. Nr. 52 Aralık 24-31, 1979.
  5. ^ John R. Anderson. Biliş Mimarisi, 1983/2013.
  6. ^ Vernon, David; Metta, Giorgio; Sandini, Giulio (Nisan 2007). "Yapay Bilişsel Sistemler Üzerine Bir Araştırma: Hesaplamalı Aracılarda Zihinsel Yeteneklerin Otonom Gelişimi için Çıkarımlar". Evrimsel Hesaplamaya İlişkin IEEE İşlemleri. 11 (2): 151–180. doi:10.1109 / TEVC.2006.890274.
  7. ^ Lieto, Antonio; Chella, Antonio; Frixione, Marcello (Ocak 2017). "Bilişsel Mimariler için Kavramsal Alanlar: Farklı temsil düzeyleri için bir ortak dil". Biyolojik Esinlenen Bilişsel Mimariler. 19: 1–9. arXiv:1701.00464. Bibcode:2017arXiv170100464L. doi:10.1016 / j.bica.2016.10.005.
  8. ^ Lieto, Antonio; Lebiere, Christian; Oltramari, Alessandro (Mayıs 2018). "Bilişsel mimarilerde bilgi seviyesi: Mevcut sınırlamalar ve olası gelişmeler" (PDF). Bilişsel Sistem Araştırması. 48: 39–55. doi:10.1016 / j.cogsys.2017.05.001. hdl:2318/1665207.
  9. ^ Samsonovich, Alexei V. "Uygulanan Bilişsel Mimarilerin Birleşik Kataloğuna Doğru." BICA 221 (2010): 195-244.
  10. ^ "Karşılaştırmalı Bilişsel Mimariler Havuzu".
  11. ^ Douglas Whitney Gage (2004). Mobil robotlar XVII: 26–28 Ekim 2004, Philadelphia, Pensilvanya, ABD. Foto-optik Enstrümantasyon Mühendisleri Derneği. sayfa 35.
  12. ^ Albus, James S. (Ağustos 1979). "Beyindeki planlama ve problem çözme mekanizmaları". Matematiksel Biyobilimler. 45 (3–4): 247–293. doi:10.1016/0025-5564(79)90063-4.
  13. ^ Anwar, Ashraf; Franklin, Stan (Aralık 2003). "Bilinçli" yazılım ajanları için seyrek dağıtılmış bellek ". Bilişsel Sistem Araştırması. 4 (4): 339–354. doi:10.1016 / S1389-0417 (03) 00015-9.
  14. ^ Lieto, Antonio; Radicioni, Daniele P .; Rho, Valentina (25 Haziran 2016). "İkili PECCS: kavramsal temsil ve sınıflandırma için bilişsel bir sistem" (PDF). Deneysel ve Teorik Yapay Zeka Dergisi. 29 (2): 433–452. doi:10.1080 / 0952813X.2016.1198934. hdl:2318/1603656.
  15. ^ Mnih, Volodymyr; Kavukçuoğlu, Koray; Gümüş, David; Graves, Alex; Antonoglou, Ioannis; Wierstra, Daan; Riedmiller Martin (2013). "Derin Pekiştirmeli Öğrenme ile Atari Oynamak". arXiv:1312.5602 [cs.LG ].
  16. ^ Mnih, Volodymyr; Kavukçuoğlu, Koray; Gümüş, David; Graves, Alex; Antonoglou, Ioannis; Wierstra, Daan; Riedmiller Martin (2014). "Nöral Turing Makineleri". arXiv:1410.5401 [cs.NE ].
  17. ^ Mnih, Volodymyr; Kavukçuoğlu, Koray; Gümüş, David; Rusu, Andrei A .; Veness, Joel; Bellemare, Marc G .; Graves, Alex; Riedmiller, Martin; Fidjeland, Andreas K .; Ostrovski, Georg; Petersen, Stig; Beattie, Charles; Sadık, Amir; Antonoglou, Ioannis; Kral, Helen; Kumaran, Dharshan; Wierstra, Daan; Legg, Shane; Hassabis, Demis (25 Şubat 2015). "Derin pekiştirmeli öğrenme yoluyla insan seviyesinde kontrol". Doğa. 518 (7540): 529–533. doi:10.1038 / nature14236. PMID  25719670.
  18. ^ "DeepMind's Nature Paper ve Önceki İlgili Çalışmalar".
  19. ^ Schmidhuber, Jürgen; Kavukçuoğlu, Koray; Gümüş, David; Graves, Alex; Antonoglou, Ioannis; Wierstra, Daan; Riedmiller Martin (2015). "Sinir ağlarında derin öğrenme: Genel bir bakış". Nöral ağlar. 61: 85–117. arXiv:1404.7828. doi:10.1016 / j.neunet.2014.09.003. PMID  25462637.
  20. ^ Taylor, J.H .; Sayda, A.F. (2005). "Endüstriyel Süreçler için Entegre Kontrol ve Varlık Yönetimi için Akıllı Bir Mimari". 2005 IEEE Uluslararası Sempozyumu, Akdeniz Kontrol ve Otomasyon Akıllı Kontrol Konferansı, 2005. sayfa 1397–1404. doi:10.1109/.2005.1467219. ISBN  0-7803-8937-9.
  21. ^ Aracı mimarilerini karşılaştırmak için bir Çerçeve, Aaron Sloman ve Matthias Scheutz, Proceedings of the UK Workshop on Computational Intelligence, Birmingham, UK, Eylül 2002.
  22. ^ Weston, Jason, Sumit Chopra ve Antoine Bordes. "Hafıza ağları." arXiv baskı öncesi arXiv: 1410.3916 (2014).
  23. ^ Cox, Michael T. (23 Aralık 2017). "Hedef Akıl Yürütmeyle Planlama, Eylem ve Yorumlama Modeli" (PDF). cogsys.
  24. ^ "Bilişsel Mimari".
  25. ^ Eliasmith, C .; Stewart, T. C .; Choo, X .; Bekolay, T .; DeWolf, T .; Keskin.; Rasmussen, D. (29 Kasım 2012). "İşleyen Beynin Büyük Ölçekli Modeli". Bilim. 338 (6111): 1202–1205. doi:10.1126 / science.1225266. PMID  23197532.
  26. ^ Denning, Peter J. "Seyrek dağıtılmış hafıza." (1989) Url: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19920002425.pdf
  27. ^ Kanerva, Pentti (1988). Seyrek Dağıtılmış Bellek. MIT Basın. ISBN  978-0-262-11132-4.
  28. ^ Mendes, Mateus; Crisostomo, Manuel; Coimbra, A. Paulo (2008). "Seyrek dağıtılmış bir bellek kullanarak robot navigasyonu". 2008 IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı. s. 53–58. doi:10.1109 / ROBOT.2008.4543186. ISBN  978-1-4244-1646-2.
  29. ^ Jockel, S .; Lindner, F .; Jianwei Zhang (2009). "Deneyime dayalı robot manipülasyonu için seyrek dağıtılmış bellek". 2008 IEEE Uluslararası Robotik ve Biyomimetik Konferansı. sayfa 1298–1303. doi:10.1109 / ROBIO.2009.4913187. ISBN  978-1-4244-2678-2.
  30. ^ Rinkus, Gerard J. (15 Aralık 2014). "Sparsey ™: derin hiyerarşik seyrek dağıtılmış kodlar aracılığıyla olay tanıma". Hesaplamalı Sinirbilimde Sınırlar. 8: 160. doi:10.3389 / fncom.2014.00160. PMC  4266026. PMID  25566046.
  31. ^ Franklin, Stan; Snaider, Javier (16 Mayıs 2012). "Tamsayı Seyrek Dağıtılmış Bellek". Yirmi Beşinci Uluslararası FLAIRS Konferansı.
  32. ^ Snaider, Javier; Franklin, Stan (2014). "Vektör LIDA". Prosedür Bilgisayar Bilimi. 41: 188–203. doi:10.1016 / j.procs.2014.11.103.
  33. ^ Rolls, Edmund T. (2012). "Değişmez Görsel Nesne ve Yüz Tanıma: Sinirsel ve Hesaplamalı Temeller ve bir Model, VisNet". Hesaplamalı Sinirbilimde Sınırlar. 6: 35. doi:10.3389 / fncom.2012.00035. PMC  3378046. PMID  22723777.

Dış bağlantılar