Карта динамического ряда интеллектуальных систем

Карта динамического ряда интеллектуальных систем

Настоящее приложение сводит в единую схему разработанную в книге гипотезу динамического ряда интеллектуальных систем:

ИИ -> СИИ^1 -> СИИ^2 -> СИИ^3 -> … -> СИИ^n -> …

Эта схема является рабочей гиперматематической классификацией, а не общепринятой современной классификацией искусственного интеллекта.

Индекс показывает не число параметров, не производительность и не «степень разумности», а предполагаемый архитектурный порядок системы.

Главный принцип ряда:

каждый следующий порядок получает в качестве объекта управления существенные механизмы предыдущего порядка.

K.1. ИИ — исходный уровень
ИИ рассматривается как базовая интеллектуальная архитектура.

Она может обладать:

моделями;

памятью;

обучением;

инструментами;

планированием;

мультимодальностью;

высокой производительностью.

Но ее существенные механизмы самоизменения остаются внутри заранее определенного архитектурного пространства.

Главное отношение:

внешняя задача -> интеллектуальная обработка -> результат.

ИИ способен изменять:

состояния;

параметры;

содержимое памяти;

часть рабочих конфигураций.

Однако это еще не означает появления самостоятельной надстройки первого порядка.

K.2. СИИ первого порядка
СИИ^1 возникает при появлении первой функциональной интеллектуальной надстройки над базовой модельной системой.

Главным объектом ее управления становятся:

модели;

стратегии;

инструменты;

композиции моделей;

способы решения.

Характерные функции:

выбор моделей;

синтез моделей;

построение метамоделей;

самоконфигурирование;

метакогнитивная оценка;

управление множеством когнитивных механизмов.

Основной переход:

использовать модель

->

управлять системой моделей.

Условная архитектура:

ИИ <- СИИ^1.

K.3. СИИ второго порядка
СИИ^2 получает в качестве объекта уже механизмы СИИ^1.

Она способна воздействовать на:

правила выбора моделей;

механизмы синтеза;

метакогнитивные контуры;

способы построения когнитивных механизмов.

Главный переход:

управлять моделями

->

управлять механизмами управления моделями.

Условная архитектура:

ИИ <- СИИ^1 <- СИИ^2.

Характерные функции:

изменение метакогнитивной архитектуры;

создание новых когнитивных процедур;

изменение способов выбора стратегий;

второй уровень самомоделирования.

K.4. СИИ третьего порядка
СИИ^3 работает уже с механизмами архитектурного самоизменения СИИ^2.

Объектом становится сам способ перестройки когнитивной архитектуры.

Главный переход:

изменять когнитивную архитектуру

->

изменять механизм изменения когнитивной архитектуры.

Условная схема:

ИИ <- СИИ^1 <- СИИ^2 <- СИИ^3.

Характерные функции:

управление собственным архитектурным развитием;

метамеханизмы самоконструирования;

самопроектирование;

генерация новых классов когнитивных архитектур;

изменение механизмов изменения.

K.5. СИИ четвертого порядка
СИИ^4 получает в качестве объекта механизмы самопроектирования третьего порядка.

Если СИИ^3 способна создавать способы собственного архитектурного развития, СИИ^4 изменяет систему создания таких способов.

На этом уровне объектами могут становиться:

метастратегии самопроектирования;

правила построения архитектурных генераторов;

механизмы выбора траекторий саморазвития.

Общая схема сохраняется:

механизм порядка 3

->

объект преобразования порядка 4.

K.6. СИИ пятого и последующих конечных порядков
Начиная с высоких порядков словесное описание становится все менее удобным.

Поэтому применяется рекурсивная формула.

Пусть M_n обозначает существенный механизм управления уровня n.

Тогда:

M_1 управляет базовой интеллектуальной системой;

M_2 преобразует M_1;

M_3 преобразует M_2;

…

M_n преобразует существенные механизмы M_(n-1).

СИИ^n определяется не особым названием каждого следующего метауровня, а сохранением этого отношения.

Общая архитектура:

ИИ <- M_1 <- M_2 <- … <- M_n.

K.7. СИИ n-го порядка
Рабочее определение:

СИИ^n — интеллектуальная гиперсистема, в которой относительно выбранной базовой интеллектуальной архитектуры существует n функционально значимых надстроечных уровней, причем каждый следующий уровень способен делать существенные механизмы предыдущего уровня объектами собственного моделирования, управления или преобразования.

Это определение требует дальнейшей математической формализации.

Особенно важным остается слово «существенные».

Искусственное разделение программы на большое число модулей не должно автоматически повышать ее порядок.

K.8. Переход СИИ^n -> СИИ^(n+1)
Центральным объектом динамического ряда является не отдельный порядок, а межпорядковый переход:

СИИ^n -> СИИ^(n+1).

Он предполагает:

Обнаружение ограничения порядка n.
Построение модели этого ограничения.
Проектирование нового управляющего уровня.
Создание надстройки.
Интеграцию надстройки.
Перераспределение функций управления.
Проверку нового порядка.
Стабилизацию архитектуры.
Если весь этот цикл выполняется самой системой, происходит самогиперболизация.

K.9. Горизонтальное развитие внутри одного порядка
Между двумя порядками может находиться большое количество архитектурных состояний.

Например:

СИИ^2(A_1) -> СИИ^2(A_2) -> СИИ^2(A_3) -> … -> СИИ^2(A_k).

Все они относятся ко второму порядку.

При этом могут значительно различаться:

производительность;

модели;

память;

набор инструментов;

структура связей;

эффективность метакогнитивных механизмов.

Следовательно, динамический ряд не следует представлять как лестницу, где каждый технологический прогресс автоматически означает новый порядок.

K.10. Вертикальное развитие
Вертикальное развитие имеет вид:

ИИ -> СИИ^1 -> СИИ^2 -> … -> СИИ^n.

Оно связано не столько с улучшением существующих механизмов, сколько с превращением верхнего управляющего механизма в объект следующего уровня.

Поэтому вертикальный рост представляет гиперболизацию интеллектуальной архитектуры.

K.11. Три независимые координаты
Для корректного анализа необходимо различать как минимум:

интеллектуальную способность;

общую сложность системы;

гиперпорядок.

К ним могут добавляться:

вычислительная производительность;

автономность;

энергоэффективность;

надежность;

ширина специализации.

Система высокого порядка не обязана быть лучшей по всем другим характеристикам.

K.12. Порядковый профиль
Реальная интеллектуальная система может оказаться неоднородной.

Например:

модельная подсистема — второго порядка;

планировочная — первого;

самопроектировочная — нулевого.

Поэтому перспективным является понятие порядкового профиля.

Вместо одного числа n система может характеризоваться вектором архитектурных порядков по нескольким функциональным областям.

Например:

моделирование — 2;

метакогниция — 2;

планирование — 1;

самопроектирование — 0.

Такое описание может оказаться точнее единственного глобального индекса.

K.13. Ветвление ряда
Динамический ряд не обязательно является одной линией.

Из СИИ^n могут возникать:

СИИ_A^(n+1);

СИИ_B^(n+1);

СИИ_C^(n+1).

Они имеют одинаковый порядок, но различную архитектуру.

Следовательно, более точная форма динамического ряда — дерево или сеть.

Индекс n показывает вертикальную координату.

Архитектурный тип — положение внутри соответствующего уровня.

K.14. Конвергенция
Разные архитектуры могут прийти к сходной форме.

Например:

A -> C

B -> C.

Если такие переходы являются устойчивыми, можно предполагать существование архитектурных аттракторов.

Это одна из открытых гипотез гиперматематики СИИ.

K.15. Сворачивание порядка
Развитие не обязательно всегда направлено вверх.

Возможен переход:

СИИ^(n+1) -> СИИ^n,

если дополнительный уровень:

неэффективен;

избыточен;

может быть функционально свернут;

заменен более компактной архитектурой.

Поэтому динамический ряд допускает:

гиперболизацию;

дегиперболизацию;

реорганизацию;

повторную гиперболизацию.

K.16. Потенциально открытый ряд
Обобщенная схема:

ИИ -> СИИ^1 -> СИИ^2 -> … -> СИИ^n -> СИИ^(n+1) -> …

Она выражает принцип открытого верха.

Это не утверждение о существовании реально бесконечной интеллектуальной системы.

Смысл значительно осторожнее:

для любого достигнутого конечного порядка можно формально поставить вопрос о возможности следующей надстройки.

K.17. Карта основных функций по порядкам
В сокращенном виде:

ИИ:

решает задачи.

СИИ^1:

управляет способами решения задач.

СИИ^2:

изменяет механизмы управления способами решения.

СИИ^3:

изменяет механизмы изменения этих механизмов.

СИИ^n:

работает с существенной архитектурой преобразований порядка n-1.

СИИ^(n+1):

делает верхний механизм порядка n объектом новой надстройки.

K.18. Главная формула динамического ряда
В наиболее общем виде:

объект -> преобразование -> управление преобразованиями -> изменение управления -> изменение механизмов изменения -> следующий уровень.

Для интеллектуальных систем:

ИИ -> СИИ^1 -> СИИ^2 -> СИИ^3 -> … -> СИИ^n -> …

Таким образом, динамический ряд ИИ — СИИ является частным случаем общего гиперматематического принципа функционального надстраивания.

Приложение L. Критерии определения порядка СИИ
Определение порядка СИИ является одной из важнейших и одновременно наиболее сложных задач всей гиперматематики искусственного интеллекта.

Если критерии будут слишком слабыми, любую сложную программу можно будет произвольно объявить СИИ высокого порядка.

Если они будут чрезмерно жесткими, реальные многоуровневые системы могут оказаться неразличимыми.

Поэтому необходима система независимых диагностических критериев.

Настоящее приложение предлагает предварительный вариант такой системы.

L.1. Критерий функционального уровня
Новый порядок должен содержать функционально выделенный уровень.

Он должен выполнять иную роль, чем нижележащий механизм.

Например:

нижний уровень строит модели;

верхний управляет способом их построения.

Простое техническое разделение одного процесса на несколько модулей недостаточно.

L.2. Критерий объектности нижнего уровня
Существенная часть нижнего уровня должна становиться объектом верхнего.

Это один из центральных критериев.

Например, верхняя система должна работать не только с результатами модели, но и с:

самой моделью;

ее архитектурой;

операторами;

способом обучения;

системой выбора моделей.

Если верхний компонент получает только обычные данные, основание для нового порядка слабое.

L.3. Критерий операционного воздействия
Верхний уровень должен иметь возможность воздействовать на нижний.

Простого наблюдения недостаточно.

Воздействие может включать:

выбор;

настройку;

замену;

синтез;

изменение правил;

генерацию новых механизмов.

Чем глубже воздействие, тем сильнее основание говорить о новом порядке.

L.4. Критерий изменения пространства возможностей
Особенно важный критерий:

новый уровень должен изменять не только конкретное состояние системы, но и пространство доступных нижнему уровню возможностей.

Например:

добавить новую модель;

создать новый оператор;

изменить механизм выбора;

открыть новый тип архитектурной конфигурации.

Это позволяет отличить метауправление от обычного параметрического регулирования.

L.5. Критерий архитектурной значимости
Новый уровень должен играть существенную роль в архитектуре.

Если его удаление почти не изменяет класс доступных системе преобразований, такой уровень может оказаться вспомогательным, а не порядкообразующим.

Следовательно, можно использовать мысленный тест:

что потеряет система при удалении этого уровня?

Если исчезает целый класс метаопераций, уровень архитектурно значим.

L.6. Критерий несводимости
Функцию предполагаемого верхнего уровня нельзя без существенной потери содержания свести к обычной операции нижнего уровня.

Это один из наиболее трудных критериев.

Именно он должен предотвратить искусственное создание «порядков» путем переименования обычных компонентов.

В зрелой теории несводимость должна получить формальное определение.

L.7. Критерий устойчивости уровня
Новый уровень должен быть воспроизводимым элементом архитектуры.

Однократное случайное поведение системы не доказывает нового порядка.

Необходимо, чтобы она систематически могла:

активировать;

использовать;

восстанавливать;

координировать

соответствующий метамеханизм.

L.8. Критерий самостоятельного предмета управления
Каждый порядкообразующий уровень должен иметь определенный предмет.

Например:

СИИ^1 — система моделей;

СИИ^2 — механизмы управления моделями;

СИИ^3 — механизмы изменения метакогнитивной архитектуры.

Если невозможно ясно указать предмет действия, порядок определен недостаточно строго.

L.9. Критерий межуровневого интерфейса
Должен существовать формально описываемый канал воздействия между уровнями.

Необходимо уметь ответить:

что верхний уровень получает?

Что преобразует?

Что передает вниз?

Как проверяется результат?

Иначе отношение надстраивания остается метафорическим.

L.10. Критерий самомоделирования
Для высоких порядков важным признаком становится наличие модели нижележащей архитектуры.

Система должна иметь некоторое внутреннее представление:

собственных моделей;

операторов;

метакогнитивных механизмов;

архитектурных ограничений.

Однако самомоделирование само по себе не определяет порядок.

Важно, используется ли самомодель для реального преобразования системы.

L.11. Критерий метасамомоделирования
Для более высоких порядков объектом самомоделирования должен становиться уже сам механизм самомоделирования или самоизменения.

Например:

СИИ^2 моделирует собственную метакогнитивную архитектуру;

СИИ^3 — механизм ее перестройки.

Так глубина самомодели может служить одним из индикаторов порядка.

L.12. Критерий генеративности
Система более высокого порядка может быть способна не только выбирать существующие механизмы, но и создавать новые.

Следует различать:

выбор модели;

комбинацию моделей;

генерацию новой модели;

генерацию нового класса модельных механизмов.

Последние функции указывают на более глубокий уровень архитектурного управления.

L.13. Критерий изменения правил
Если система меняет только параметры, это не обязательно новый порядок.

Более сильный критерий:

способна ли она изменять правила, по которым меняются параметры или выбираются действия?

Переход:

параметр -> правило -> правило изменения правила

образует естественную шкалу глубины.

L.14. Критерий изменения механизмов изменения
Для СИИ высоких порядков особенно существенным становится вопрос:

может ли система изменять сам механизм собственного архитектурного изменения?

Например:

СИИ^2 меняет когнитивные механизмы.

СИИ^3 меняет механизм, который изменяет когнитивные механизмы.

Это один из наиболее характерных критериев третьего порядка.

L.15. Критерий самопроектирования
Система высокого порядка должна быть способна рассматривать собственную архитектуру как проектируемый объект.

Это предполагает:

создание вариантов;

моделирование;

сравнение;

выбор;

реализацию.

Самопроектирование сильнее простой самомодификации.

L.16. Критерий самонадстраивания
Ключевой критерий открытого ряда:

может ли система самостоятельно создать новый функциональный уровень?

Если да, она способна инициировать:

СИИ^n -> СИИ^(n+1).

Самонадстраивание является одним из наиболее сильных признаков высокопорядковой интеллектуальной системы.

L.17. Критерий интеграции нового уровня
Само создание нового компонента недостаточно.

Он должен быть встроен в систему.

Необходимо:

перераспределить управление;

создать связи;

изменить интерфейсы;

обеспечить устойчивость.

Только интегрированная надстройка может считаться новым порядком.

L.18. Критерий сохранения гиперинвариантов
При переходе между порядками система должна сохранять определенный набор необходимых свойств.

Например:

функциональную целостность;

ключевые ограничения;

способность выполнять базовые операции;

согласованность архитектуры.

Иначе новый уровень может разрушить систему вместо ее надстраивания.

L.19. Критерий причинной эффективности
Особенно важным экспериментальным критерием является причинная эффективность уровня.

Если предполагаемый метауровень отключить или изменить, должны систематически измениться возможности нижней архитектуры.

Это позволяет отличать реальный управляющий уровень от компонента, который лишь коррелирует с метаповедением.

L.20. Критерий вмешательства
Порядок желательно проверять не только наблюдением, но и контролируемым вмешательством.

Например:

ограничить работу верхнего уровня;

заменить его;

изменить доступ;

наблюдать последствия.

Если система теряет соответствующий класс метаопераций, функциональный статус уровня подтверждается.

L.21. Критерий контрфактуальности
Развитая система должна уметь моделировать:

что произойдет, если изменить собственную архитектуру?

Контрфактуальное самомоделирование особенно важно для:

самопроектирования;

генерации архитектур;

межпорядкового перехода.

Но это вспомогательный, а не достаточный критерий порядка.

L.22. Критерий автономности перехода
Следует различать:

внешнее повышение порядка;

внутреннее.

Если новый уровень полностью создан разработчиком, система может стать СИИ более высокого порядка по архитектуре, но не быть самонадстраивающейся.

Если же она сама инициирует и выполняет переход, возникает более сильный класс.

Следовательно, порядок и автономность гиперболизации должны измеряться раздельно.

L.23. Критерий повторяемости самонадстраивания
Еще более сильный критерий:

может ли система повторить переход после достижения нового порядка?

То есть:

СИИ^n -> СИИ^(n+1)

а затем:

СИИ^(n+1) -> СИИ^(n+2).

Если да, возникает рекурсивное самонадстраивание.

L.24. Критерий минимального порядка
При классификации следует выбирать минимальный порядок, достаточный для описания архитектуры.

Если функцию можно адекватно объяснить двумя уровнями, не следует вводить пять.

Это принцип минимального достаточного порядка.

Он необходим для предотвращения терминологической инфляции.

L.25. Критерий порядка для СИИ^1
Для СИИ^1 минимально необходимо установить наличие устойчивой надстройки, которая управляет существенным модельным или когнитивным пространством базового ИИ.

Характерные признаки:

выбор моделей;

композиция;

метамоделирование;

метакогнитивная коррекция;

самоконфигурирование.

Но главное — превращение моделей и стратегий в объекты управления.

L.26. Критерий порядка для СИИ^2
Необходимо показать, что система способна работать уже с механизмами первого порядка.

Например:

изменять способ выбора моделей;

перестраивать метакогнитивный контур;

создавать новые метакогнитивные процедуры.

Объектом становится надстройка СИИ^1.

L.27. Критерий порядка для СИИ^3
Необходимо показать, что система способна преобразовывать механизмы собственного архитектурного самоизменения.

То есть объектом становится уже способ перестройки метакогнитивной системы.

Характерный признак:

изменение механизмов изменения.

L.28. Обобщенный критерий порядка n
Предварительное рабочее определение:

система имеет порядок не ниже n, если в ее архитектуре существует цепь из n функционально значимых и несводимых отношений надстраивания, где каждый уровень преобразует существенные механизмы предыдущего как объекты.

В линейной форме:

A_0 <- A_1 <- … <- A_n.

Для сетевой архитектуры требуется более сложное определение через максимальную функциональную глубину.

L.29. Что не является достаточным признаком высокого порядка
Само по себе не доказывает высокий порядок:

большое число параметров;

высокая производительность;

мультимодальность;

большое контекстное окно;

множество агентов;

использование инструментов;

долгая память;

самостоятельное выполнение длинной задачи;

наличие программного кода;

обучение на собственных результатах.

Все эти свойства могут существовать в архитектуре фиксированного порядка.

L.30. Предварительный диагностический протокол
Для исследования реальной системы можно использовать последовательность вопросов.

Какой компонент выбран базовым уровнем?
Какие механизмы работают непосредственно с задачей?
Существует ли надстройка, работающая с этими механизмами как с объектами?
Что именно она может изменять?
Изменяет ли она пространство возможностей?
Существует ли надстройка над этим механизмом?
Являются ли уровни функционально несводимыми?
Подтверждается ли их роль вмешательством?
Может ли архитектура перестраиваться?
Может ли система построить новый уровень?
После этого определяется минимально обоснованный порядок.

L.31. Порядок как архитектурная, а не оценочная характеристика
Итоговый принцип:

порядок СИИ не является рейтингом качества.

Он описывает архитектурную глубину метауправления.

Система высокого порядка может оказаться:

менее надежной;

более дорогой;

медленной;

плохо оптимизированной.

Поэтому классификация СИИ должна оставаться многомерной.