Biološki motivirane kognitivne arhitekture (BICA) - besplatni tečaj iz Otvorenog obrazovanja, obuka 10 tjedana, od 2 do 3 sata tjedno, Datum 28. studenog 2023.
Miscelanea / / November 30, 2023
Ovaj tečaj se nudi studentima master studija. BICA je polje koje obećava, brzo se razvija na sjecištu umjetne inteligencije, biologije i kognitivne znanosti. Jedan od dokaza tome je sve veći broj znanstvenih publikacija koje su na ovaj ili onaj način povezane s BICA-om. Ovdje se kognitivna arhitektura shvaća u širokom smislu, kao predložak za razvoj inteligentnih agenata. Izvori biološke motivacije su mozak (neuroznanost) i ljudska misao (kognitivna psihologija). Predmet će osigurati da studenti razviju osnovna znanja iz područja kognitivnih arhitektura, njihovih temeljnih elemenata i principa, pristupa njihovoj implementaciji, njihovom proučavanju i korištenju u virtualnim okruženjima. Studenti će učiti o globalnim problemima umjetne inteligencije i pristupima rješavanju temeljenim na BICA-i, kao i testovima i metrikama koje se koriste za ocjenjivanje. Neki od ključnih koncepata i tema na kojima se temelji BICA bit će detaljno obrađeni, uključujući sustave ljudske memorije, modele neuronske mreže, semantičke mapiranje, zdravorazumsko zaključivanje itd. Poseban naglasak bit će stavljen na mapu puta za rješavanje BICA izazova i obećavajuće primjene budućih BICA-a humanoidni tip.
Tečaj je dvojezičan. Materijal je predstavljen uglavnom na engleskom jeziku s ruskim titlovima.
Modul 1. Opći uvod.
Može li stroj imati svijest sličnu ljudskoj? Ambicije i problemi umjetne inteligencije (AI). Kognitivne arhitekture kao alternativni pristup stvaranju umjetne inteligencije. Interes za ovo područje u znanstvenom svijetu. Zajednice za istraživanje kognitivne arhitekture.
Osnovne informacije iz kognitivne psihologije: introspekcija, biheviorizam, kognitivna revolucija i računalna analogija mozga.
Modeli sustava ljudskog pamćenja, eksplicitnog i implicitnog, kratkoročnog i dugoročnog pamćenja. Elementi kognitivnog ciklusa, percepcija, pažnja, imaginacija.
Modul 2. Uvod u neuroznanost.
Kratki uvod u neuroznanost: elementi neurofiziologije i neuroanatomije, bihevioralne, računalne, sistemske neuroznanosti. Psihofiziologija, oslikavanje mozga i kognitivna neuroznanost.
Principi rada neurona i njihovih elemenata. Bihevioralni korelati neuralne aktivnosti. Vrste kodiranja. Lokalizacija funkcija. Primjeri: detektori podražaja, zrcalni neuroni, stanice mjesta, granny neuroni. Problem vezanja. Rasprava o prirodi mašte.
Modul 3. Biološko i strojno učenje neuronskih mreža.
Mehanizmi formiranja pamćenja u mozgu. Modeli i atraktori neuronskih mreža, njihove vrste i povezanost s biologijom i psihologijom. Prostorne kognitivne mape u biologiji. Njihova uloga u formiranju pamćenja.
Elementi teorije i primjene neuronskih mreža. Evolucijsko programiranje i drugi oblici strojnog učenja. Mogućnost povezivanja s biologijom.
Modul 4. Prikazi znanja i semantičko mapiranje.
Pojmovi znaka, simbola, jezika. Predstave pojmova i kategorija u ljudskom pamćenju. Semantičke mreže i konekcionizam. Semantičke rešetke i analiza pojmova.
Kontinuirani semantički prostori. Jake i slabe semantičke mape. Metode semantičkog preslikavanja: matematički, fiziološki, psihološki i lingvistički aspekti. Vrste semantičkih mapa i njihove primjene. Semantičko mapiranje aktivnosti mozga i "čitanje misli".
Modul 5. Načela, raznolikost i evolucija kognitivnih arhitektura.
Evolucija pristupa stvaranju inteligentnih agenata. Koncept kognitivne arhitekture. Kognitivna arhitektura kao utjelovljeni inteligentni agent, kao programski jezik i kao teorijski okvir.
Opća teorija kognitivnih arhitektura. Sustavi pamćenja, kognitivni ciklus. Hijerarhija kognitivnih arhitektura. Trendovi širenja i spajanja BICA modela. Uobičajeni minimalni kognitivni model (Common Model of Cognition) i najprošireniji funkcionalni dijagram BICA-e. Pojam kritične mase.
Principi rada najpoznatijih specifičnih kognitivnih arhitektura: Soar, Act-R, Clarion, Icarus. Hibrid BIKA. Pregled raznolikosti BICA modela. Primjer GMU BICA. Tablica kognitivnih arhitektura.
Modul 6. Modeliranje emocija i emocionalne kognitivne arhitekture.
Vrste računalnih pristupa modeliranju emocija. Diskretni i komponentni modeli. Afektivni prostori. Logički i statistički pristupi: modalna logika, situacijski račun, BDI modeli, metode induktivnog zaključivanja. Primjeri emocionalnih kognitivnih arhitektura (EMA).
Zašto je robotu potreban smisao za humor? Problem modeliranja složenih i društvenih emocija. Moralne sheme. eBICA primjer.
Modul 7. Sjećanje na prošlost i budućnost, moguće i nemoguće.
Epizodno pamćenje. Prospektivna i retrospektivna autobiografska memorija. Konsolidacija i rekonsolidacija. Retrogradna i anterogradna amnezija. "Teorija mišljenja". Koncepti “ja”, manipulacija pamćenjem. Slobodna volja, determinizam, povjerenje.
Vrste metamišljenja. Socijalna i narativna inteligencija. Fabula i zaplet. Lik i uloga. Autor i glumac. Narativna mreža i scenarij rada. Planiranje naracije, autonomno stvaranje ciljeva, uvjerljivi likovi. Društveno prihvatljivi inteligentni agenti.
Modul 8. Ljudsko učenje, BICA i put do kritične mase umjetne inteligencije.
Problem nastave u pedagogiji. Vrste treninga. Aktivno učenje. Učenje kroz zaključivanje i rješavanje problema. Samoregulirano učenje. Meta-učenje. Uloga emocija, imaginacije, socijalnog i metamišljenja u ostvarivanju sposobnosti učenja.
Implementacija teorija i modela ljudskog učenja u računalu. Inteligentni tutorski sustavi temeljeni na BIKA-i i njihova primjena u obrazovnom procesu. Zadatak stvaranja "umjetnog učenika" opće namjene. Prevladavanje barijere u ljudskoj svijesti.
Modul 9. Primjene kognitivnih arhitektura.
Znanstveni i praktični problemi rješavani na temelju BIKA-e. Primjene u medicini, psihologiji, vojnim poslovima, društvenom inženjeringu i analitici, obrazovanju, poslovanju, umjetnosti, zabavi itd. Umjetna kreativnost.
Modul 10. Sustavi i metode za procjenu kognitivnih arhitektura i razvoja umjetne inteligencije.
Testovi, kriteriji i metrike za ocjenu performansi inteligentnih sustava. Kognitivni desetoboj. Turingov test i njegove modifikacije. Virtualna okruženja i VR okruženja za proučavanje ponašanja prirodnih i umjetnih kognitivnih arhitektura tijekom njihove društvene interakcije. Učinkovitost, vjerodostojnost i društvena kompatibilnost. Intelektualna i socijalno-emocionalna kompetencija. Primjena karakteristika ljudske psihe na umjetne sustave.
Postavljanje zadatka stvaranja snažne umjetne inteligencije. Moguće opcije za razvoj AI. Moguća uloga kognitivnih arhitektura u sustavima umjetne inteligencije bliske budućnosti. Izazovi, opasnosti i putokazi. Etička i filozofska pitanja.