Искусственный интеллект - [115]

Программа-максимум этого направления - попытаться проанализировать эволюцию когнитивных способностей животных и эволюционное происхождение человеческого интеллекта[13].

Программа максимум как раз и соответствует очерченной выше задаче моделирования когнитивной эволюции.

Для исследований АП характерен синтетический подход: здесь конструируются архитектуры, обеспечивающие «интеллектуальное» поведение аниматов. Причем это конструирование проводится как бы с точки зрения инженера: исследователь сам «изобретает» архитектуру , подразумевая конечно, что какие-то подобные структуры, обеспечивающие адаптивное поведение, должны быть у реальных животных.

При этом направление исследований АП рассматривается как бионический подход к разработке систем искусственного интеллекта [14].

Хотя «официально» направление АП было провозглашено в 1990 году, были явные провозвестники этого направления. Приведем примеры из истории отечественной науки.

В 1960-х годах блестящий кибернетик и математик М.Л. Цетлин предложил и исследовал модели автоматов, способных адаптивно приспосабливаться к окружающей среде. Работы М.Л. Цетлина инициировали целое научное направление, получившее название «коллективное поведение автоматов» [15,16].

В 1960-70-х годах под руководством талантливого кибернетика М.М. Бонгарда был предложен интересный проект «Животное», направленный на моделирование адаптивного поведения искусственных организмов с иерархией целей и подцелей [17,18].

Хороший обзор ранних работ по адаптивному поведению, представлен в книге М.Г. Гаазе-Рапопорта, Д.А. Поспелова «От амебы до робота: модели поведения» [18].

В исследованиях АП используется ряд нетривиальных компьютерных методов:

• нейронные сети,

• генетический алгоритм [19,20] и другие методы эволюционной оптимизации,

• классифицирующие системы (Classifier Systems) [21],

• обучение с подкреплением (Reinforcement Learning) [22].

2.2. Исследователи адаптивного поведения

Исследования по адаптивному поведению ведутся в ряде университетов и лабораторий, таких как:

• AnimatLab (Париж, руководитель - один из инициаторов данного направления Жан-Аркадий Мейер) [13,23]. Подход AnimatLab предполагает. что система управления анимата может формироваться и модифицироваться посредством 1) обучения,2) индивидуального развития(онтогенеза) и 3) эволюции.

• Лаборатория искусственного интеллекта в университете Цюриха (руководитель Рольф Пфейфер) [24,25]. Основной подход этой лаборатории - познание природы интеллекта путем создания («understanding by building»). Он включает в себя 1) построение моделей биологических систем, 2) исследование общих принципов естественного интеллекта животных и человека, 3) использование этих принципов при конструировании роботов и других искусственных интеллектуальных систем.

• Лаборатория искусственной жизни и роботики в Институте когнитивных наук и технологий (Рим, руководитель Стефано Нолфи) [26,27], ведущая исследования в области эволюционной роботики и принципов формирования адаптивного поведения.

• Лаборатория информатики и искусственного интеллекта в Массачусетском технологическом институте (руководитель Родни Брукс) [28,29], которая ведет исследования широкого спектра интеллектуальных и адаптивных систем, включая создание интеллектуальных роботов.

• Институт нейронаук Дж. Эдельмана, где ведутся разработки поколений моделей работы мозга (Darwin I, Darwin II, ...) и исследования поведения искусственного организма NOMAD (Neurally Organized Mobile Adaptive Device), построенного на базе этих моделей [30,31].

В России исследования АП пока ведутся скромными усилиями ученых-энтузиастов, среди этих работ следует отметить:

• модели поискового адаптивного поведения на основе спонтанной активности [11,12,32] (В.А. Непомнящих, Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН);

• концепции и модели автономного адаптивного управления на основе аппарата эмоций [33] (А.А. Жданов, Инстшут системного программирования РАН);

• разработку принципов построения систем управления антропоморфных и гуманоидных роботов [34] (Л.А. Станкевич, Санкт-Петербургский политехнический университет);

• разработку нейросетевых моделей поведения роботов и робототехнических устройств [35] (А.А. Самарин, НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана РТУ);

• модели АП на основе эволюционных и нейросетевых методов, в частности, модели эволюционного возникновения целенаправленного адаптивного поведения [36-38] (В.Г. Редько, М.С. Бурцев, О.П. Моса-лов, Институт оптико-нейронных технологий РАН, Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН).

2.3. Проект «Мозг Анимата» [39]

Анализ исследований в рамках анимат-подхода показывает, что разработанные модели пока еще очень фрагментарны и иллюстрируют только отдельные стороны адаптивного поведения. Поэтому было бы целесообразно предложить общую «платформу» для систематического построения моделей адаптивного поведения. В работах [39,40] предложен проект «Мозг Анимата», который нацелен на формирование общей схемы построения таких моделей. Проект основан на теории функциональных систем П.К. Анохина [41]. Кратко опишем данный проект, следуя [39], где предложена архитектура системы управления аниматом, основанная на нейросетевых адаптивных критиках. Нейро-сетевые адаптивные критики - схемы автономного адаптивного управления, основанные на методе обучения с подкреплением [22].