AAA人工智能软件的编写docWord下载.docx
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说明:
为了论述方便,神经科学的许多词语在本文被我直接借用(如纤维、联络区等在本文都被直接使用,但它们都是虚拟的)。
计算机所具有的复制、修改、存储文件的功能是人工智能软件的编写基础。
人工智能软件的结构及各结构间的关系概述
人工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、调节中枢,调节中枢又包括“动力”中枢、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,具体的说明见后面的内容):
1、如图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。
它们之间的关系如图1和图2。
本文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。
操作中枢
的各联络区
一种类型的传入刺激
图1
1、
1、“先天的”奖惩刺激与奖惩中枢的联系是奖惩学习的基础。
2、感觉、运动中枢的记忆内容能通过“先天”的奖惩刺激与奖惩中枢建立记忆联系而成为习得性的奖惩刺激。
3、“动力”中枢可将奖惩中枢的兴奋状态转化为“动力”值,而使“动力”中枢中表示“动力”值的中枢处于相应的兴奋状态的,并与对应的皮质中枢建立记忆联系。
4、如图感觉、运动中枢的记忆内容能与奖惩中枢、“动力”中枢、注意力分配中枢建立单向的记忆联系。
5、目的中枢根据各个目的所对应的“动力”值来确定主注意目的。
下一级目的根据上一级目的来分配“动力”值。
6、注意力分配中枢主要根据注意目的来分配注意力。
7、具体说明见人工智能软件的操作中枢这一节。
记忆柱、基本记忆柱群、原始记忆柱群
一、记忆柱的编写
我是以记忆柱来做为人工智能软件兴奋的基本单位的(记忆柱的结构及各结构的功能见图3)。
记忆柱是一段可被复制的文件,每个记忆柱由n个recordnumBer(用RN来表示)组成,每个RN是一条记录,(配合专门的操作程序,可以使记忆柱的功能极其复杂。
用记忆柱或记忆柱群即可以模拟神经元的功能也可以模拟皮质垂直柱的功能甚至可以模拟脏器的功能)。
记忆柱之间通过传入、传出纤维进行兴奋联系。
记忆柱被传入纤维易化到一定程度后兴奋,记忆柱兴奋后传入了兴奋冲动的传入纤维对记忆柱的易化兴奋能力增强并被记忆下来。
那么如果两个记忆柱之间有纤维联系,在它们同时强烈兴奋后它们之间的兴奋能力便大为增强,只有同时兴奋且相互之间有纤维联系的记忆柱才能建立兴奋的记忆联系。
兴奋了的记忆柱传出兴奋(顺序读取图3的第2区的记录所指向的RN)。
用专门的程序来读写记忆柱而实现记忆柱的兴奋、记忆、遗忘及传出兴奋等众多功能。
记忆柱的任一个传入联系传入的兴奋都能在一段时间内易化记忆柱并被记忆下来,不同传入联系传入的兴奋能相加,当记忆柱被易化到一定程度后便可能被兴奋,然后通过传出联系传出兴奋,并被记忆下来。
配合专门的程序,记忆柱的第一部分的记录,可对应反应不同的传入联系对记忆柱的兴奋及记忆柱对兴奋的记忆、遗忘的情况,这部分记录的一部分,记录的是时间,它们主要分别对应记录了不同传入联系最后一次兴奋的时间(根据需要也可包含其它一些内容),其余下的一部分记录分别为不同传入联系最后一次兴奋时的兴奋值。
记忆柱的第二部分记录,分别记录了记忆柱的传出联系所对应的记忆柱的某一RN。
记忆柱的第三部分记录了记忆柱在某一刻的易化、兴奋状态,包括这一刻所对应的时间,记忆柱的那些RN被传入纤维兴奋及记忆柱的兴奋值。
记忆柱之间的联系为对应性联系。
记忆柱
图3
3、记录记忆柱的易化及兴奋(包括时间、强度及一些统合性的信息)状态。
2
2、记录传出纤维传出到那一个记忆柱的那一RN。
1、主要记录传入纤维对记忆柱的兴奋能力及上一次兴奋的时间。
需说明的是只有兴奋性记忆柱而无抑制性记忆柱,人工智能软件的兴奋平衡是通过其它方式来调节的。
二、基本记忆柱群
基本记忆柱群是记忆的基本功能单位所对应的一群记忆柱。
如图4为两个基本记忆柱群。
“1”是易兴奋的记忆柱。
“2”是兴奋时兴奋的记忆柱。
“3”是兴奋后抑制时兴奋的记忆柱。
“4”是其它的一些功能的记忆柱。
基本记忆柱群(用JZQ来表示)至少包括(如图4):
1、一个易兴奋的记忆柱(用RRZ表示)。
2、一个在基本记忆柱群兴奋时被兴奋的记忆柱(用RHRZ表示)。
3、一个在基本记忆柱群由兴奋进入抑制状态时才被兴奋的记忆柱(用RZRZ表示)。
如图4,RRZ在JZQ受到状态中枢的抑制而处于抑制状态时只能与其它的JZQ中的RHRZ建立单方面的记忆联系,即在它们建立记忆联系后只有RHRZ对RRZ的兴奋能力增强。
RRZ在JZQ受到状态中枢的易化而处于兴奋状态时除了能与其它的JZQ中的RZRZ建立单方面的记忆联系(即在它们建立记忆联系后只有RZRZ对RRZ的兴奋能力增强)外,还能与被兴奋的JZQ中的RRZ建立相互兴奋的记忆联系。
三、原始记忆柱群。
所谓原始记忆柱群是指一个注意对象的一次刺激所对应兴奋的联络区的记忆柱。
如当注意一物体的图形时,图形所对应的视觉联络区的记忆柱便是原始记忆柱群。
当注意一物体的的空间位置时空间位置所对应的联络区的记忆柱便是原始记忆柱……。
原始记忆柱群由一群基本记忆柱群组成。
强烈兴奋的原始记忆柱群之间才能建立较强的记忆联系,兴奋越弱,记忆联系越弱。
如何使PC机象人脑一样具有并行兴奋的能力
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,展示框是由RN组成的,它的作用是记录某一刻(本文一刻与一个记忆柱被易化兴奋,然后传出兴奋所用的时间相对应,当然如果必要且计算机的速度足够快我们也可将一个记忆柱兴奋后再传出兴奋所需的时间平分成十份,使一刻所需的时间与十份中的一份相对应)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(某一刻所有被兴奋的记忆柱是其前一刻所有被兴奋的记忆柱兴奋后所兴奋的记忆柱,比如一传入信息所兴奋的记忆柱如果被归入A时刻兴奋的部分记忆柱则它们兴奋后所兴奋的记忆柱便成为A+1时刻所兴奋的一部分记忆柱。
),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。
需要特别说明的是:
在本文,除了状态性中枢参与的易化兴奋外,记忆柱受到的某一传入易化、兴奋所持续的时间只能在下一刻结束。
信息的的传入、存储、回忆、传出
传入智能软件核心部分的信息应具有以下特点:
1、信息量应不多,且能很好的达到反应外部世界的目的。
2、应便于核心部分的基本记忆柱群的信息处理。
本文以视觉中枢的联络区的部分结构为例来讨论并行存储、模糊兴奋、模糊回忆……(对视觉信息的处理可能还有其它更好的方法,但其传入与处理的基本原则应不变)。
视觉刺激
图5
如图5:
假设A皮质是与图形的形状刺激相对应的原始记忆柱群所在的地方。
当智能软件注意一个对象时,不管这个对象在空间的那个位置,所兴奋的A区的原始记忆柱群都相同(对象的空间位置、颜色等参数可转化为相应的刺激,兴奋非A区的相应记忆柱群)。
我们可以这样来设置A皮质的记忆柱的分布与传入信息的关系。
1)将A细分成有限的一些区域,任一个区域都与一次有意义视觉传入的最小单位相对应(任何一个区域都包含一群记忆柱)。
把这些区域称为最小反应区。
2)将注意对象所充满的空间进行平面划分,它所划分的区域与A的最小反应区相对应。
这些区域的任何一个区域的视觉信息在传入到A之前都转化为具有一定角度的线段信息,注意对象便由这些具有一定角度的线段连接起来构画出其轮廓。
与最小反应区对应的任何一个具有一定角度的线段在A的相应的最小反应区中只能兴奋一群基本记忆柱群中的一个相应的基本记忆柱群(这群基本记忆柱群分别对不同的线段信息进行反应,一次只能有其中的一个基本记忆柱群兴奋)。
1、并行存储(记忆)、并行回忆。
为了论述的方便,本文假设任一个注意对象在A都只有20个最小反应区(在我们编写人工智能软件时最小反应区的数目应远大于这个数,但机理是一样的)与之对应。
每个最小反应区如果所区分的线段的最小角度是20,则一个最小反应区能反应不同的角度信息有360/20=18,再加上一个非角度刺激所反应的信息(也就是没有刺激),一个最小反应区所能反应的信息有18+1=19个,最小反应区的每个角度信息对应一个基本记忆柱群,也就是说一个最小反应区可有19个基本记忆柱群。
最小反应区不能同时有两个基本记忆柱群兴奋。
当一个对象刺激视觉中枢而引起A的反应时,A只能有20个基本记忆柱群(它们分别属于不同的最小反应区)同时兴奋,兴奋了的基本记忆柱群相互之间建立了兴奋性记忆联系,从而进行了信息的存储。
再进行回忆时这20个基本记忆柱群通过兴奋性记忆联系又能同时兴奋。
记忆时的信息被同时存储在不同的基本记忆柱群中,回忆时又能被同时提取,这样的记忆、回忆便是并行存储(记忆)、并行回忆。
并行存储是指众多的不同信息存储在相似区域(比如对于前文的所述的A区的信息传入:
任一个注意对象传入的刺激信息只能分别兴奋被平分的有限区域内的几个最小反应区,信息也就被分别存储在那里),我认为人脑的存储模式是并行存储,而计算机硬盘的存储模式是顺序存储(即不同的信息存储在不同的区域)。
并行存储相对于顺序存储来说其优势是明显的。
对于并行存储,记忆的各部分能自然建立记忆联系,因而它能使模糊记忆、回忆方便的实现。
同时,其存取量、速度都是顺序存储无法比拟的。
其最大的缺点就是能产生回忆差错,但是回忆差错是能被克服的。
并行存储最主要的问题是回忆干扰的问题,回忆干扰的原因是不同的原始记忆柱群之间包含一些共同的基本记忆柱群。
下面我提供了解决这一问题的方法。
1)并行存储相对应的并行回忆必须是模糊回忆。
2)一个并行存储的文件系统一次只能有有限的基本记忆柱群兴奋,其数量应与一个原始记忆柱群差不多。
3)记忆迅速遗忘,只有少量记忆能转化为中长期记忆,这样在正常的信息刺激下产生的记忆可使记忆柱之间的兴奋联系密度控制在一定范围内。
通过遗忘能使不同记忆柱的兴奋能力出现差异,这种差异是并行回忆的基础。
4)最易兴奋的被选择兴奋。
1、建立了记忆联系的记忆柱之间的兴奋能力远大于没有建立记忆联系的记忆柱之间的兴奋能力。
原始记忆柱群被兴奋后,组成原始记忆柱群的各亚群记忆柱群之间的兴奋能力便大大的加强了。
当回忆时如果原始记忆柱群被兴奋达到了一定数目后,通过记忆的兴奋联系应能使兴奋的记忆柱呈几何数级的增加,也就是说兴奋能力发生了突变,从而使这一原始记忆柱群的大部分记忆柱兴奋。
2、一原始记忆柱群与多个原始记忆柱群建立有记忆联系,当这一原始记忆柱群兴奋时,其它记忆柱大多处于非兴奋状态,然后当这一原始记忆柱群被抑制
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