Приобретение навыков

В своей практической деятельности человек использует навыки типичных движений. Некоторые из них возникают естественным путем, например походка, поддержание равновесия тела. Другие требуют определенных усилий со стороны человека - умение танцевать, кататься на коньках и т. п. Общим их признаком является то, что они представляют собой телесные, мускульные композиции движений (так называемые синергии). В процессе приобретения навыка используются данные рецепторов о положении тела и его конечностей в пространстве, о развиваемых усилиях и используемых группах мышц и т. д. Этот процесс содержит и случайный элемент; из множества случайных вариантов выполнения движения человек в конце концов выбирает наилучший. Выбирает не путем умозрительного анализа, а в результате использования сигналов, поступающих с рецепторов, большая часть которых им не осознается.

Отсюда следует принципиальная возможность обучения робота двигательным навыкам. Например, выбрав в качестве критерия затраты энергии, можно научить робот переносить тяжелый предмет по траекториям, требующим наименьших затрат энергии. Иногда синергии целесообразно предварительно промоделировать на ЭВМ и в дальнейшем использовать как возможные стереотипы движений реального робота. Так, при разработке шагающих аппаратов вначале определяют типы походки, обеспечивающие сохранение равновесия робота при движении. Другим примером навыка является синергия поддержания равновесия экзоскелетоном, применяемым для передвижения больных, лишенных подвижности ног [56]. Роботы, использующие двигательные навыки, оснащаются датчиками относительного положения сегментов конечностей, датчиками моментов в шарнирах и сил, действующих на стопу или кисть руки. Шагающий робот снабжается также гироскопическим датчиком для определения ориентации корпуса в пространстве [53, 54, 56]. Использование двигательных навыков позволяет обойтись без сложных расчетов в реальном масштабе времени, выполняемых управляющей ЭВМ робота. Необходимость в таких расчетах иногда рассматривалась как принципиальная трудность при реализации сложных движений роботом.

При использовании роботов с двигательными навыками глубина аналогии с соответствующими навыками человека определяется только совершенством технологии обучения. Поскольку процесс образования двигательных навыков в меньшей мере затрагивает сознание, то моделирование его у роботов более свободно от ограничений искусственного интеллекта, чем обучение в более широком смысле.

Нередко обсуждается и другая аналогия - между действиями робота, обученного выполнять определенные операции по определенным командам, и условным рефлексом живого существа. На относительность такой аналогии указывал еще Н. Винер, который писал, что для животных (и человека) "обратная связь может быть такой же простой как при обычном рефлексе. Но может быть обратной связью и высшего порядка, при которой прошлый опыт используется для регулирования не только специальных движений, но и целой линии поведения. Такая обратная связь, определяющая поведение, может проявляться... в виде того, что нам известно в одном аспекте как условный рефлекс, а в другом - как обучение".

П. К. Анохин также подчеркивал сомнительность положения, по которому общность функциональных проявлений способностей должна соответствовать общности их частных механизмов. В работе "Физиология и кибернетика" [55] он отмечает те особенности условного рефлекса, моделирование которых не может быть выполнено из-за принципиальных различий между рефлексом живого существа и его машинной аналогией. Во-первых, условный рефлекс развивается только при определенных сочетаниях пусковой и обстановочной афферентации, о чем уже говорилось выше. Вопрос о том, в какой обстановке рефлекс проявляется на данный раздражитель, а в какой нет, определяется предыдущим опытом живого существа, его специфическими особенностями. Добавим к этому многообразие и сложность возможных обстановочных афферентации, возникающих в реальной рабочей среде робота. Во-вторых, представление, что рефлекс запускается одним изолированным пусковым раздражителем (подобно движению робота, которое запускается определенной командой оператора), не соответствует действительности: в ответ на раздражитель происходит процесс синтеза всех сигналов, поступающих от рецепторов внешнего и внутреннего мира (афферентный синтез). Этот процесс отсутствует у роботов, даже наделенных разветвленной системой рецепторов.

После завершения афферентного синтеза складывается особый афферентный аппарат, названный Анохиным акцептором действия. Момент формирования акцептора действия соответствует намерению к действию. В процессе ответного действия этот аппарат обеспечивает сопоставление афферентных раздражителей, возникающих в процессе действия, с результатами афферентного синтеза. Иначе говоря, замысел действия сопоставляется с его результатами. Действие заканчивается, если возникающее несоответствие достаточно мало.

Таким образом, раньше, чем осуществится действие, в головном мозгу всегда формируется аппарат оценки этого предстоящего действия.

Существование акцептора действия является принципиальным отличием условного рефлекса человека и животного от машинного аналога. Воспроизведение акцептора действия с помощью машины весьма проблематично, так как он складывается с учетом предыдущего опыта и во взаимосвязи с конкретной ситуацией. Значит, при создании навыков у роботов используются совершенно иные процессы, чем это происходит у живых существ, а сходство обнаруживается только во внешнем результате.

То же можно сказать и о навыках гностического характера - ощупывании незнакомой поверхности, поиске предмета в рабочей зоне, об осмотре роботом с помощью телевизионной камеры объектов, представляющих для него интерес, и т. п.

Аналогия становится еще более эфемерной, когда речь заходит о навыках знаковой деятельности, прежде всего речи.

Как известно, речь человека возникла в процессе практической деятельности, в процессе восприятия предметов внешнего мира и взаимодействия с ними. Человек обладает второй сигнальной системой (по определению И. П. Павлова) - системой вербального мышления, помимо первой сигнальной системы - условно-рефлекторной. Вербальное мышление не обязательно использует речь, например, глухонемые используют язык символических жестов. Принципиальным моментом здесь является использование в языке обобщений и понятий, и, таким образом, опять возникают проблемы возможностей искусственного интеллекта. Роботы, по-видимому, могут иметь аналог только первой сигнальной системы. Такое утверждение отнюдь не исключает диалога с роботом, в том числе и на естественном языке - это дело техники. Робот может информировать человека о состоянии среды, о признаках наблюдаемых предметов, о своем собственном состоянии и т. д., но лишь в соответствии со словарем терминов, введенных в его память.

Упомянутое отличие между роботом и человеком явилось поводом для постановки Д. А. Поспеловым вопроса: "Можно ли ограничиться только вербальным уровнем при создании искусственного интеллекта?" [34, с. 84]. Автор дает отрицательный ответ, признавая, однако, что пока решение такой проблемы невозможно. Ответ следует искать за пределами использования ЭВМ, обращаясь к устройствам другой природы, построенным специально для решения задач искусственного интеллекта. Таким устройством может, например, оказаться перцептрон. Вопрос этот имеет основание, выходящее за пределы обсуждаемого аспекта. По мнению Поспелова, "необходимо моделировать не процессы игры в шахматы, сочинения музыки и т. д., а глобальные психологические механизмы, позволяющие строить эти процессы". В частности, возникает проблема "создания для роботов логики восприятия и познания внешнего мира". Намеченные проблемы показывают глубокую перспективу развития искусственного интеллекта роботов в сближении его с интеллектом человека.

кракен ссылка браузер