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如何用智能软件来模拟人脑的智能

投稿时间:2012-04-26 22:29 投稿人:程洪文 【字号: 访问量:

虽经几十年发展,但人工智能在用软件模拟人的智能方面仍让人失望。在这里我向大家简要地介绍我的理论(更详细的见我的拟人智能的实现),我觉得它能指导我们编写出真正具有智能的智能软件。

计算机所具有的复制、修改、存储文件的功能是智能软件的编写基础。

一、对兴奋的基本单位的模仿。

传统的方法是模拟神经元或神经网络的功能,做为兴奋、记忆的基本单位,我觉得这是传统理论失败的根源。我的理论用记忆柱部分模拟人脑皮质垂直柱的功能做为智能软件兴奋、记忆、回忆的基本单位。皮质垂直柱是特殊的神经网络,每个皮质垂直柱都含有一定数目的传入、传出轴突,它即能被兴奋又能记忆兴奋、遗忘兴奋还能传出兴奋,它的功能建立在组成它的神经元的功能之上。

记忆柱与广义的神经网络相比,有明确、简单的结构与功能,便于大规模编写、理论思考。当然,我认为其中最关键的是规定了记忆柱只能是兴奋性记忆柱,这一规定使一群记忆柱的有效记忆、有效回忆(指被刺激记忆时这一群记忆柱兴奋,回忆时仍是这一群记忆柱兴奋,这样,回忆的内容才是记忆的内容)、模糊兴奋、回忆、并行存储能容易的实现(如何实现见我的拟人智能的实现这篇文章)。有了这些低级功能做基础,我们才能设计出智能软件的高级功能。

“我的理论规定了记忆柱只有兴奋性的而无抑制性的,其兴奋平衡通过其它机制来获得,如注意的影响,记忆柱的扩布抑制等等。至于人的大脑皮质中是否只有兴奋性皮质垂直柱我现在无法给出确定的证据,但在皮质局部或不太远的相邻皮质之间的皮质垂直柱之间只存在兴奋性关系,这是有人证明了的。同时,虽然是兴奋性皮质垂直柱,但皮质垂直柱包含了大量的神经元,它们既有兴奋性的也有抑制的,它们应限制了皮质垂直柱的过度兴奋。

至于我为什么规定只有兴奋性的而无抑制性的记忆柱,除了上面的原因外,最重要的是因为不这样无法实现等效的记忆、兴奋、回忆,关于等效记忆的概念可看我的智能软件编写这篇文章,通俗点讲是:两个对象刺激中枢建立记忆联系后,再从一个对象要回忆兴奋另一对象,如果广泛存在抑制性的记忆柱是非常困难的。比如:用A、B两群记忆柱的兴奋分别对应两个对象的刺激兴奋。A、B分别包含A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4几个记忆柱,如果A1、A2是抑制性的,而在A与B建立记忆联系后,A兴奋后A1A2对B包含的进行了记忆柱进行了抑制,在大脑中存在兴奋干扰、遗忘和其它的一些影响的因素的情况下,很难使B兴奋。但如果没有抑制性的,兴奋联系建立时兴奋的记忆柱,在回忆时也会兴奋相同或相似的记忆柱。这也是为什么我在模拟人类智能时,主张以记忆柱作为记忆的基本功能单位,而不是神经元的一个重要的原因。”

为了更好的实现模拟人脑的功能,我又提出了基本记忆柱群与原始记忆柱群的概念。

二、如何使PC机象人脑一样具有并行兴奋的能力

由于记忆柱的兴奋(对信息的表征)往往是一群记忆柱的同时兴奋(单个的记忆柱的所能表征的信息及记忆联系有限,需要一群记忆柱来表征),因而为了使PC机象人脑一样具有并行兴奋的能力我引入了展示框的概念(也可采取类似的方法),展示框是由RN组成的,它的作用是记录某一刻(一短时间段)所有被“兴奋”的记忆柱,以使PC逐一读写完这一时刻被兴奋的记忆柱后再逐一读写下一时刻被兴奋的记忆柱,通过这种转换就可使一次只能进行一次读写的PC机也能模拟人脑的并行兴奋特点。其中,有一种比较简单的方法,就是一切都以主注意对象的兴奋与抑制为时间标准(为一时间单位),完全习惯性兴奋、非完全习惯性兴奋与非习惯性兴奋对应的记忆柱群的兴奋时间都相同,但可以以一定的方法来标示习惯性兴奋(当然,这是在硬件计算速度不快的情况下可采取的折中方式)。

三、智能软件操作中枢的结构与功能

顾名思义,智能软件的操作中枢就是统筹智能软件运行的程序,它的作用就是使记忆柱的兴奋及智能软件的注意、感知、记忆、回忆、思维、输出能顺畅进行不发生冲突,且功能与环境相适应。它主要包括三部分:1、奖惩中枢(动力中枢),奖惩中枢的核心是奖惩预期中枢。2、强度中枢。其作用是感知一些记忆柱群的兴奋强度,参与多种功能的实现。其中包括选择出主注意对象及中介奖惩刺激通过它来实现。3、状态中枢。(实现它们的功能需要对应的记忆柱和直接编程获得功能结合起来)操作中枢的任何一个中枢都包括联络区与功能区。

四、智能软件的结构及各结构间的关系概述

智能软件可分为核心部分与周围部分,1、核心部分包括感觉、传出中枢的联络区及操作中枢(包括状态中枢、奖惩中枢、强度中枢,状态中枢又包括目的中枢、注意力分配中枢及其它的一些辅助中枢)。2、周围部分包括传入部分(包括感觉中枢及其它的一些结构)和传出部分(包括传出中枢及其它的一些结构)。

它们之间的大概关系是(这里只是简要说明,具体的说明见我的拟人智能的实现这篇文章):1、传入部分与相应的感觉中枢的联络区只是单方面的一一对应的纤维联系,信息只能从传入部分到相应的感觉中枢的联络区而不能反过来传递且这种信息的传递不需要记忆。传出部分与相应的传出中枢的联络区有单方面的一一对应的纤维联系,信息只能从传出中枢的联络区到相应的传出部分而不能反过来传递且这种信息的传递不需要记忆。2、核心部分的各个中枢之间只通过它们的联络区来交换信息,只有核心部分的各联络区在传递信息时才有记忆。

我主要讨论核心部分的结构与功能。各联络区由原始记忆柱群组成,原始记忆柱群由基本记忆柱群组成,基本记忆柱群由记忆柱组成。