Symblogia

Blog za rasprave o filozofiji, znanosti i kulturi

Archive for Rujan 2010.

Inteligencija roja

Posted by Aleksandar Joksić dana 16/09/2010

Ugledni tjednik The Economist nedavno je objavio priču o nečemu što je među znanstvenicima koji rade na umjetnoj inteligenciji već neko vrijeme poznato kao inteligencija roja (swarm intelligence). Radi se o računalnom simuliranju kolektivnog ponašanja životinja poput mrava, ptica, pčela, riba i tako dalje kako bi se dobili algoritmi za rješavanje određenih kompleksnih računalnih problema. Primjerice, način na koji mravi uspijevaju u nalaženju najkraćeg mogućeg puta između izvora hrane i njihovog gnijezda, podsjeća na  problem putujućeg trgovca. Putujući trgovac ima popis gradova i udaljenosti među njima te mora naći najkraći mogući put da posjeti svaki od tih gradova jednom, štedeći na taj način izvore energije. Što je veći popis njegovih destinacija, problem postaje sve složeniji. Postojeća računala imaju velikih poteškoća pri rješavanju ovakvih problema, no mravi, izgleda, takve probleme rješavaju s lakoćom. Kada mrav nađe izvor hrane, on, vraćajući se u svoje gnijezdo, ostavlja kemijski trag feromona koji privlači ostale članove njegove kolonije do tog izvora hrane. Što više mravi prati trag, tim jači taj trag postaje. Feromoni brzo isparavaju pa nakon što je hrane nestalo, trag nestaje za njom. Međutim, brzo isparavanje znači da će duži tragovi (tj. duži putevi prema hrani) biti manje privlačni te da će se oni postepeno eliminirati, dok će ostati oni najkraći putevi do hrane.

Mravlji algoritmi se već neko vrijeme primjenjuju na različite probleme, no ne radi se samo o mravima – u članku se još spominju ptice, krijesnice i pčele.

Najbolji je dio cijele priče da neki teoretičari misle da  ova inteligencija roja može biti dobar analogon za ono što što se događa u mozgovima. Naime, način na koji pčele nalaze mjesto za gnijezda je začudno slično onome što se događa u mozgu, kaže Vito Trianni s Instituta kognitivnih znanosti i tehnologije iz Rima.  Pčele-izviđači istražuju okolinu u potrazi za prikladnim mjestom i kada nađu dobru lokaciju, vrate se u gnijezdo i izvedu svoj ples kako bi regrutirali druge izviđače. Što je lokacija kvalitetnija, to je duži ples i veće regrutiranje, sve dok se ne regrutira dovoljan broj izviđača kojeg će ostatak roja pratiti. Tako će se članak završiti ovim riječima:

Zamjenite pčele sa živčanim stanicama i pčelinji ples s električnom aktivnošću i dobijate dobar opis onog što se događa kada podražaj proizvede odgovor u mozgu. Zagovornici tzv. kognicije roja kao što je dr. Trianni misle da bi mozak mogao funkcionirati kao roj živčanih stanica bez koordinacije od vrha na dolje (top-down co-ordination). Sugeriraju da bi se čak i kompleksne kognitivne funkcije kao što je apstraktno zaključivanje i svijest mogla pojaviti (emerge) iz lokalne interakcije živčanih stanica koje izvode svoj ples.

Sada par komentara. Čini mi se da u cijelom članku nedostaju dvije riječi: prirodna selekcija. Čitanje članka me podsjetilo na Orgelovo drugo pravilo koje kaže “Evolucija je pametnija od vas”. I to u dva smisla: prvo zato što se taj algoritam (dobiven oponašanjem mravi i drugih životinja) pokazuje nadmoćnijim u rješavanju ovih tipova problema od postojećih računala (a samim time i od nas koji smo ih dizajnirali), i drugo, zato što je kolektivno ponašanje mrava inteligentnije od svakog pojedinačnog mrava. Za ovu potonju pojavu postoji i poseban žargon: kaže se da je inteligencija emergentno svojstvo – svojstvo koje nastaje interakcijom dijelova koji pojedinačno nisu inteligentni.

Ponašanje mrava je dizajnirano prirodnom selekcijom, a od Dennettove čuvene knjige Darwin’s Dangerous Idea znamo da je prirodna selekcija slijepi algoritamski proces koji je supstratno neutralan (= neovisan od DNK) i koji će se događati svugdje gdje su zadovoljena tri uvjeta:

  1. replikacija
  2. varijacija (mutacija)
  3. diferencijalna sposobnost (natjecanje)

To pak znači da u cijeloj priči imamo dva algoritma: prirodnu selekciju i njen produkt  – ponašanje rojeva. No čini mi se da i gore opisano ponašanje mrava podsjeća na algoritamski proces prirodne selekcije: imamo prvog mrava koji je hodao po putu, a replikaciju dobijamo onda kada drugi mravi, slijedeći njegov feromon, čine isto. Odstupanja od toga puta od strane pojedinačnih mrava predstavljaju mutacije koje se natječu s drugim mutacijama i ako predstavljaju kraći put do hrane bivaju selektirane. Ovdje bi se usputno moglo spomenuti da bi zagovornici neuronskog darvinizma, kao negenetske teorije koja evolucijski proces smješta u mozak, mogli ustvrditi da na sličan način na koji se kod mravi kao optimalan put od izvora hrane do gnijezda selektira onaj najkorišteniji put (jer on će imati najviše feromona), tako i intracerebralni selektivni procesi odabiru one neuronske puteve i sinapse koji se najviše koriste, dok se one najmanje korištene gube.

Također, poanta spomenutog Orgelovog pravila je da je strategija putem pokušaja i pogrešaka bolja nego centralizirano inteligentno (ljudsko) planiranje i to se lijepo ilustrira činjenicom da su “mravlji algoritmi” tako uspješni. Kod njih samih ne postoji neka centralna koordinacija, kako se kaže u članku. Tako da kada autor članka kaže: “Digitalni mravi i ptice su tako dobri u smišljanju rješenja na probleme”, on bi zapravo trebao reći: “Evolucija putem prirodne selekcije je dobra u smišljanju rješenja na probleme”, ili jednostavno ponoviti Orgelovo drugo pravilo. (Usput, antropomorfiziranje prirodne selekcije je nešto što postoji još od Darwina i ne predstavlja ništa više nego metaforičan govor.) Jer prvotna tvrdnja izražava  široko rasprostranjenu tendenciju da previše iz-intelektualiziramo pametno ponašanje životinja i tako im pripišemo mnogo više razumijevanja nego što je potrebno. S druge strane, kada autor na početku članka kaže da je “iluzija” da je svrhovita kolektivna aktivnost mravi i drugih socijalnih insekata inteligentna, to se može razumijeti time da su značajke njihovog ponašanja, kako bi rekao Dennett, “nevezano utemeljene” (time se hoće reći da mravi ne  reprezentiraju razloge za svoje ponašanja kao što ni na primjer mladunče ptice kukavice ne mora znati da je razlog njenog instinktivnog guranja suparničkog jajeta iz gnijezda maksimaliziranje svog inputa hrane), a samo se u retrospektivi može činiti da je do njih došlo namjernom inteligentnom odlukom nekog dizajnera (tu je ta “iluzija”).

Možda bi se onda moglo reći da u ovoj priči imamo slučaj jednog kontinuiteta ili prijelaza iz  jednog supstrata prirodne selekcije (= geni i genska selekcija u slučaju mrava) u drugi (= misli i memetiku u slučaju ljudi). Naime, u  trenutku kada ljudi počnu simulirati ponašanje insekata da bi riješili određene probleme, utemeljenja značajki dizajna postaje “vezano” (jer predočujemo razloge svoga djelovanja), a racionalni izbor ljudi zamjenjuje proces prirodne selekcije koja je u slučaju mravi odradila metodom pokušaja i pogrešaka sama cijeli posao umjesto njih.

Oglasi

Posted in biologija, evolucija, filozofija uma, kognitivna znanost, umjetna inteligencija, znanost | 6 komentara »

 
%d bloggers like this: