Biologisesti motivoituneet kognitiiviset arkkitehtuurit (BICA) - ilmainen Open Education -kurssi, koulutus 10 viikkoa, 2-3 tuntia viikossa, päivämäärä 28.11.2023.
Miscellanea / / November 30, 2023
Kurssi on tarkoitettu maisteriopiskelijoille. BICA on lupaava, nopeasti kehittyvä ala tekoälyn, biologian ja kognitiivisen tieteen risteyksessä. Yksi todiste tästä on BICA: han tavalla tai toisella liittyvien tieteellisten julkaisujen lisääntyminen. Tässä kognitiivinen arkkitehtuuri ymmärretään laajasti, mallina älykkäiden agenttien kehittämiselle. Biologisen motivaation lähteitä ovat aivot (neurotiede) ja ihmisen ajattelu (kognitiivinen psykologia). Kurssilla varmistetaan, että opiskelijat kehittävät perustiedot kognitiivisten arkkitehtuurien alalla, niiden peruselementeistä ja periaatteista, lähestymistavoista niiden toteuttamiseen, opiskeluun ja käyttöön virtuaalisissa ympäristöissä. Opiskelija oppii globaaleista tekoälyongelmista ja BICA-pohjaisista lähestymistavoista niiden ratkaisemiseen sekä arvioinnissa käytettäviin testeihin ja mittareihin. Joitakin BICA: n taustalla olevia avainkäsitteitä ja aiheita käsitellään yksityiskohtaisesti, mukaan lukien ihmisen muistijärjestelmät, hermoverkkomallit, semanttiset kartoitus, maalaisjärkevä päättely jne. Erityistä huomiota kiinnitetään tiekarttaan BICA-haasteen ratkaisemiseksi ja tulevien BICA: iden lupaaviin sovelluksiin. humanoidityyppi.
Kurssi on kaksikielinen. Aineisto esitetään pääosin englanniksi venäjänkielisillä tekstityksillä.
Moduuli 1. Yleisesittely.
Voiko koneella olla samanlainen tietoisuus kuin ihmisellä? Tekoälyn tavoitteet ja ongelmat. Kognitiiviset arkkitehtuurit vaihtoehtoisena lähestymistapana tekoälyn luomiseen. Kiinnostus tätä alaa kohtaan tieteellisessä maailmassa. Kognitiivisen arkkitehtuurin tutkimusyhteisöt.
Kognitiivisen psykologian perustietoa: itsetutkiskelu, behaviorismi, kognitiivinen vallankumous ja aivojen tietokoneanalogia.
Ihmisen muistijärjestelmien mallit, eksplisiittinen ja implisiittinen, lyhyt- ja pitkäaikainen muisti. Kognitiivisen syklin elementit, havainto, huomio, mielikuvitus.
Moduuli 2. Johdatus neurotieteeseen.
Lyhyt johdatus neurotieteeseen: neurofysiologian ja neuroanatomian elementit, käyttäytymis-, laskennallinen, systeemineurotiede. Psykofysiologia, aivojen kuvantaminen ja kognitiivinen neurotiede.
Hermosolujen ja niiden elementtien toimintaperiaatteet. Neuraalitoiminnan käyttäytymiskorrelaatiot. Koodauksen tyypit. Toimintojen lokalisointi. Esimerkkejä: ärsykeilmaisimet, peilihermosolut, paikkasolut, mummon neuronit. Sitoutumisongelma. Keskustelua mielikuvituksen luonteesta.
Moduuli 3. Neuroverkkojen biologinen ja koneoppiminen.
Muistin muodostumismekanismit aivoissa. Neuroverkkomallit ja -attraktorit, niiden tyypit ja yhteydet biologiaan ja psykologiaan. Spatiaaliset kognitiiviset kartat biologiassa. Niiden rooli muistin muodostumisessa.
Neuroverkkojen teorian elementit ja sovellukset. Evoluutioohjelmointi ja muut koneoppimisen muodot. Mahdollisuus liittyä biologiaan.
Moduuli 4. Tiedon esitykset ja semanttinen kartoitus.
Käsitteet merkistä, symbolista, kielestä. Käsitteiden ja kategorioiden esitykset ihmisen muistissa. Semanttiset verkot ja konnektionismi. Semanttiset hilat ja käsiteanalyysi.
Jatkuvat semanttiset tilat. Vahvat ja heikot semanttiset kartat. Semanttiset kartoitusmenetelmät: matemaattiset, fysiologiset, psykologiset ja kielelliset näkökohdat. Semanttisten karttojen tyypit ja niiden sovellukset. Aivojen toiminnan semanttinen kartoitus ja "ajatusten lukeminen".
Moduuli 5. Kognitiivisten arkkitehtuurien periaatteet, monimuotoisuus ja kehitys.
Älykkäiden agenttien luomisen lähestymistapojen kehitys. Kognitiivisen arkkitehtuurin käsite. Kognitiivinen arkkitehtuuri ruumiillistuneena älykkäänä agenttina, ohjelmointikielenä ja teoreettisena viitekehyksenä.
Kognitiivisten arkkitehtuurien yleinen teoria. Muistijärjestelmät, kognitiivinen sykli. Kognitiivisten arkkitehtuurien hierarkia. Trendit BICA-mallien laajentamisessa ja yhdistämisessä. Yhteinen minimaalinen kognitiivinen malli (Common Model of Cognition) ja laajin BICA: n toimintakaavio. Kriittisen massan käsite.
Tunnetuimpien erityisten kognitiivisten arkkitehtuurien toimintaperiaatteet: Soar, Act-R, Clarion, Icarus. Hybridi BIKA. Yleiskatsaus BICA-mallien monimuotoisuuteen. GMU BICA esimerkki. Kognitiivisten arkkitehtuurien taulukko.
Moduuli 6. Tunnemallinnus ja emotionaaliset kognitiiviset arkkitehtuurit.
Laskennallisten lähestymistapojen tyypit tunteiden mallintamiseen. Erilliset ja komponenttimallit. Vaikuttavat tilat. Loogiset ja tilastolliset lähestymistavat: modaalilogiikka, tilannelaskenta, BDI-mallit, induktiiviset päättelymenetelmät. Esimerkkejä tunnekognitiivisista arkkitehtuureista (EMA).
Miksi robotti tarvitsee huumorintajua? Monimutkaisten ja sosiaalisten tunteiden mallintamisen ongelma. Moraaliset suunnitelmat. eBICA esimerkki.
Moduuli 7. Muisto menneisyydestä ja tulevaisuudesta, mahdollisesta ja mahdottomasta.
Episodinen muisti. Tuleva ja retrospektiivinen omaelämäkerrallinen muisti. Konsolidointi ja uudelleenkonsolidointi. Retrogradinen ja anterogradinen muistinmenetys. "Ajattelun teoria". Käsitteet "minästä", muistin manipulointi. Vapaa tahto, determinismi, luottamus.
Meta-ajattelun tyypit. Sosiaalinen ja kerronnallinen älykkyys. Fable ja juoni. Luonne ja rooli. Kirjailija ja näyttelijä. Kertomusverkosto ja työskenaario. Narratiivinen suunnittelu, itsenäinen tavoitteiden luominen, uskottavat hahmot. Yhteiskunnallisesti hyväksyttäviä älykkäitä agentteja.
Moduuli 8. Ihmisen oppiminen, BICA ja polku tekoälyn kriittiseen massaan.
Opetuksen ongelma pedagogiikassa. Harjoittelutyypit. Aktiivinen oppiminen. Oppiminen päättelyn ja ongelmanratkaisun kautta. Itseohjautuva oppiminen. Meta-oppiminen. Tunteiden, mielikuvituksen, sosiaalisen ja metaajattelun rooli oppimiskyvyn toteutumisessa.
Ihmisen oppimisen teorioiden ja mallien toteutus tietokoneessa. Älykkäät BIKA-pohjaiset tutorointijärjestelmät ja niiden soveltaminen koulutusprosessiin. Tehtävä luoda yleiskäyttöinen "keinoopiskelija". Ihmisen tietoisuuden esteen ylittäminen.
Moduuli 9. Kognitiivisten arkkitehtuurien sovellukset.
Tieteelliset ja käytännön ongelmat ratkaistu BIKA: n perusteella. Sovellukset lääketieteessä, psykologiassa, sotilasasioissa, yhteiskuntasuunnittelussa ja analytiikassa, koulutuksessa, liiketoiminnassa, taiteessa, viihteessä jne. Keinotekoinen luovuus.
Moduuli 10. Järjestelmät ja menetelmät kognitiivisten arkkitehtuurien ja tekoälyn kehityksen arviointiin.
Testejä, kriteerejä ja mittareita älykkäiden järjestelmien suorituskyvyn arviointiin. Kognitiivinen Decathlon. Turingin testi ja sen muunnelmat. Virtuaaliympäristöt ja VR-ympäristöt luonnollisten ja keinotekoisten kognitiivisten arkkitehtuurien käyttäytymisen tutkimiseen niiden sosiaalisen vuorovaikutuksen aikana. Tehokkuus, uskottavuus ja sosiaalinen yhteensopivuus. Älyllinen ja sosiaalis-emotionaalinen osaaminen. Ihmisen psyyken ominaisuuksien soveltaminen keinotekoisiin järjestelmiin.
Tehtävänä on luoda vahva tekoäly. Mahdollisia vaihtoehtoja tekoälyn kehittämiseen. Kognitiivisten arkkitehtuurien mahdollinen rooli lähitulevaisuuden tekoälyjärjestelmissä. Haasteet, vaarat ja tiekartat. Eettisiä ja filosofisia kysymyksiä.