Jak to jest, że ludzie potrafią uczyć się skomplikowanych języków od najmłodszych lat? Dlaczego kreatywne rozwiązanie problemu (np. połączenie dziewięciu kropek na prostokątnej siatce przy pomocy czterech stykających się ze sobą linii prostych bez odrywania długopisu) czasami wpada nam niespodziewanie do głowy po przebudzeniu następnego dnia?
INSIGHT, przełomowy projekt finansowany ze środków UE i realizowany pod przewodnictwem jednego z pionierów teoretycznej biologii ewolucyjnej, umożliwił dokładniejsze poznanie tego, jak rozwiązujemy problemy, dzięki przyjrzeniu się ewolucji pomysłów w mózgu na przestrzeni naszego życia. Odkrycia te mogą mieć implikacje dla programowania systemów robotycznych, które będą samodzielnie rozwiązywać problemy i myśleć, a także dla poszerzenia wiedzy na temat rozwoju języka ludzkiego.
"Ludzka zdolność do elastycznego rozwiązywania problemów i elastycznego uczenia się dalece przewyższa to, co dotychczas udało nam się osiągnąć w maszynach", tłumaczy prof. Eörs Szathmáry, dyrektor Centrum Konceptualnych Podstaw Nauki im. Parmenidesa w Monachium oraz profesor biologii na Uniwersytecie im. Eötvösa w Budapeszcie. "W szczególności robotom brakuje odpowiednich algorytmów do rozwiązywania problemów wymagających wglądu, w różnych kontekstach, a zdolność ta jest niezbędną funkcją poznawczą człowieka".
Przez "wgląd" rozumiemy zdolność ludzi do tworzenia nowych i bardziej przydatnych reprezentacji problemu, co umożliwia nam znajdowanie rozwiązań w sposób inny niż przy pomocy "brutalnej siły", a także kierowanie naszymi przyszłymi działaniami. Dzięki temu potrafimy kreatywnie radzić sobie z problemami nierutynowymi, a właśnie z tym sztuczna inteligencja ma bardzo duże trudności.
Przykładowo, w ciągu kilku lat, poprzez doświadczanie i zabawę uczymy się chodzić, rozmawiać i funkcjonować społecznie, podczas gdy przyswajanie skomplikowanych, wymagających szerokiej wiedzy idei, takich jak teoria względności Einsteina, może zająć nam dziesięć i więcej lat. Często zdarza się, że rozwiązanie problemu przychodzi nam do głowy nagle, bez ostrzeżenia, co wskazuje na istotną rolę nieświadomego przetwarzania informacji we wglądzie.
Ewolucja myśli
"Daleko idące podobieństwa między myśleniem i ewolucją skłoniły nas do wysunięcia hipotezy, zgodnie z którą adaptacje poznawcze — możliwe dzięki doborowi naturalnemu systemu neuronowego — zachodzą w czasie rzeczywistym w sieciach neuronowych ludzkiego mózgu w ciągu całego życia człowieka", wyjaśnia Szathmáry. "Proces ten nazywamy neurodynamiką darwinowską".
Uczestnicy projektu INSIGHT zdobyli dowody na słuszność tej teorii dzięki wykorzystaniu symulacji komputerowych, robotów, badań hodowli komórek oraz przeprowadzeniu eksperymentów psychologicznych i neuroobrazowania z udziałem ludzi. Na przykład przeprowadzono symulacje neuronów szczurzych uczących się czasowych wzorców aktywności. Po zarejestrowaniu ich, odtworzono je w sieci naiwnej, aby sprawdzić, czy wyuczone informacje mogą zostać skopiowane. Robotom zaszczepiono algorytmy doboru naturalnego mające na celu uzyskanie zdolności do prowadzenia samodzielnych, otwartych i kreatywnych dociekań, by następnie sprawdzić, czy są one w stanie wykreować swój własny cel.
"Inaczej niż w przypadku sztucznego doboru, który mówi ''tu jest twoja funkcja, to ma u ciebie wyewoluować'', stwierdziliśmy, że roboty potrafią tworzyć swoją własną grę", opowiada Szathmáry. "Ostatecznie roboty mogłyby tworzyć swoje własne wartości i pragnienia i w pewnym sensie posiadać własny umysł". Aby sprawdzić prawdziwość tej hipotezy, badacze opracowali nowy zestaw narzędzi z zakresu robotyki ewolucyjnej o nazwie Robogen, który umożliwia każdej osobie z dostępem do komputera oparte na ewolucji rozwijanie ciał i mózgów robotów w ramach symulacji fizycznych, a także pozwala na przestrzenne wydrukowanie części ciała, złożenie całego robota i obserwację jego zachowania w świecie rzeczywistym. Uczestnicy projektu opisali też znaczenie dynamiki darwinowskiej w mózgu dla przetwarzania języka.
Badanie to ma dalekosiężne implikacje. Ciekawą nowinką jest, że procesy ewolucyjne zachodzące w mózgu mogą być potężniejsze niż te mające miejsce w przyrodzie, gdyż są modyfikowane i kierowane przez uczenie się. Choć większość tych tez pozostaje w sferze spekulacji — a model trzeba jeszcze udoskonalić — projekt INSIGHT stworzył podstawy torii, która może pewnego dnia doprowadzić do powstania samodzielnie uczących się maszyn, inteligentniejszych systemów tłumaczenia językowego oraz nowych metod nauczania i rozwiązywania problemów.
Więcej informacji:
strona internetowa projektu INSIGHT strona internetowa ROBOGEN
Nauki biologiczne - ostatnio dodane
poleca:
