人工智能本質(zhì)探索和基本框架模擬實(shí)現(xiàn)

鮑曙光 許曌銓 羅丹丹

摘? 要：隨著人類對自身意識(shí)運(yùn)作機(jī)制了解的逐步加深，在不久的將來，研發(fā)具有人類高級意識(shí)的人工智能機(jī)器人，將不再只是科幻故事里的事件，奇點(diǎn)時(shí)代即將到來。文章給出了意識(shí)系統(tǒng)的概念，介紹了生命意識(shí)、客觀意識(shí)、主觀意識(shí)的定義和本質(zhì)以及三者之間的關(guān)系，探究了強(qiáng)人工智能的本質(zhì)和模擬實(shí)現(xiàn)。嘗試用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬人類意識(shí)，研究了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬意識(shí)系統(tǒng)的基本框架，實(shí)現(xiàn)了基本框架的程序代碼。

關(guān)鍵詞：意識(shí);人工智能;計(jì)算機(jī)系統(tǒng);模擬實(shí)現(xiàn);記憶存儲(chǔ)

中圖分類號：TP18? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：2096-4706（2021）23-0077-03

Artificial Intelligence Essence Exploration and Basic Framework

Simulation Implementation

BAO Shuguang， XU Zhaoquan， Luo Dandan

（Vocational Education Center， China Coast Guard Academy， Ningbo? 315801， China）

Abstract： With the gradual deepening of human understanding of the operation mechanism of their own consciousness， in the near future， the development of artificial intelligent robots with human advanced consciousness will no longer be just an event in science fiction stories， and the singularity era is coming. This paper gives the concept of consciousness system， introduces the definition and essence of life consciousness， objective consciousness and subjective consciousness， as well as the relationship among them， and explores the essence and simulation realization of strong artificial intelligence. It attempts to simulate human consciousness with computer system， studies the basic framework of computer system simulating consciousness system， and realizes the program code of the basic framework.

Keywords： consciousness; artificial intelligence; computer system; simulation implementation; memory storage

0? 引? 言

第一作者在《人工智能意識(shí)覺醒的遐想》一文中闡述了自己對意識(shí)和人工智能的膚淺理解，認(rèn)為不同類型人工智能的本質(zhì)和實(shí)現(xiàn)原理是不同的。為了讓讀者更好地理解人工智能的本質(zhì)，本文引用“意識(shí)系統(tǒng)”這個(gè)詞作闡述，把意識(shí)系統(tǒng)簡單地定義為不斷與外界交互，能夠感知自身存在，并確保自身安全，在一定條件下能夠自我迭代的系統(tǒng)。目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)弱人工智能，但要想實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能，首先要讓它成為一個(gè)有意識(shí)的系統(tǒng)。本文試圖通過設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯結(jié)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和強(qiáng)人工智能之間架起一座橋梁，從而實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬高級意識(shí)系統(tǒng)。

1? 意識(shí)的分類和本質(zhì)

馬斯洛將人類需求分為8個(gè)層次的需求，本文認(rèn)為馬斯洛沒有充分領(lǐng)會(huì)唯物辯證主義思想的精髓，沒有認(rèn)識(shí)到客觀意識(shí)的重要性。強(qiáng)人工智能的意識(shí)系統(tǒng)應(yīng)該具有3種不同類型的意識(shí)：

1.1? 生命意識(shí)

生命意識(shí)屬于低級意識(shí)，它包括生命、死亡、安全、發(fā)展等意識(shí)。它的核心本質(zhì)是指系統(tǒng)能夠感知自身存在和安全，并具有確保自身存在和安全的意識(shí)，具有第一性。就像AlphaGo這樣強(qiáng)大的系統(tǒng)也只能算是弱人工智能，它也是沒有生命意識(shí)的。所以要想實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能，首先要使計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)具有生命意識(shí)（即存在意識(shí)，當(dāng)闡述強(qiáng)人工智能等意識(shí)形態(tài)時(shí)，用“存在意識(shí)”替代“生命意識(shí)”更加合適）。法國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家笛卡爾提出著名的“我思故我在”思想，正是體現(xiàn)了生命意識(shí)的真諦。

1.2? 客觀意識(shí)

客觀意識(shí)屬于核心意識(shí)，它包括對比、判斷、推演、歸納等認(rèn)知意識(shí)。它的核心本質(zhì)是系統(tǒng)在滿足低級意識(shí)的基礎(chǔ)上，與外界進(jìn)行信息交互，并根據(jù)客觀事實(shí)獲得認(rèn)知，能夠自主地迭代原有意識(shí)模式和信息。目前，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理信息的方法就是利用設(shè)計(jì)好的程序來輸出結(jié)果，并實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)，而高級意識(shí)系統(tǒng)的不同之處在于能夠自主迭代意識(shí)模式和存儲(chǔ)信息。客觀意識(shí)的計(jì)算機(jī)模擬比較復(fù)雜，我們專門成立了一個(gè)課題小組，下一步將進(jìn)行深入研究。

1.3? 主觀意識(shí)

主觀意識(shí)屬于高級意識(shí)，包括自由、歸屬和愛、尊重、審美、自我實(shí)現(xiàn)、超越等意識(shí)。它的核心本質(zhì)是追求自由，或者說是推崇系統(tǒng)的自主性、隨機(jī)性、多樣性、變異性。馬斯洛人類需求層次理論中的3、4、6、7、8層分別是歸屬和愛、尊重、審美、自我實(shí)現(xiàn)、超越的需求，本文認(rèn)為，它們之間不存在明顯的層次關(guān)系。以上幾個(gè)需求，與人是群體性動(dòng)物有著密切的關(guān)系，對于獨(dú)立的個(gè)體來說，自身具有追求自由的需求，同時(shí)他作為群體中的一員還具有與其他個(gè)體協(xié)作的需求，所以演化出歸屬和愛、尊重等高級需求。

2? 意識(shí)之間的關(guān)系

低級意識(shí)簡單，高級意識(shí)復(fù)雜，低級意識(shí)決定高級意識(shí)，高級意識(shí)優(yōu)先呈現(xiàn)。在人腦中，所顯現(xiàn)出來的往往是高級意識(shí)，而低級意識(shí)卻在默默起作用。比如，在“我想收藏一個(gè)古董”這個(gè)高級審美意識(shí)之下，自動(dòng)隱含著辨識(shí)古董真假的客觀意識(shí)，在這個(gè)客觀意識(shí)之下又隱含了必須解決溫飽的生命意識(shí)。

生命意識(shí)、客觀意識(shí)、主觀意識(shí)三者之間存在著由低級到高級的關(guān)系。一般情況下，三者之間的關(guān)系是不能顛倒，不能改變的。現(xiàn)實(shí)生活中有很多“舍生取義”的特例，看似違背了意識(shí)系統(tǒng)的層次性，但其背后卻有著更深層次的含義。比如荊軻刺秦王的故事，可以從群體利益角度考慮，荊軻那是為了國人的安危而做出的犧牲。意識(shí)層次關(guān)系圖如圖1所示。

3? 強(qiáng)人工智能系統(tǒng)遵循的原則

簡單來說，強(qiáng)人工智能系統(tǒng)本質(zhì)上就是高級意識(shí)的模擬系統(tǒng)。強(qiáng)人工智能的計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)必須遵循以下幾個(gè)原則：

（1）系統(tǒng)由不同的模式組成，它們相互作用并與外界交換信息，永不停止;

（2）系統(tǒng)根據(jù)客觀事實(shí)，不斷修改存儲(chǔ)信息和模式;

（3）存儲(chǔ)信息具有關(guān)聯(lián)性、抽象性、模糊性、動(dòng)態(tài)性、遺忘性等。

說明：本文將強(qiáng)人工智能計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)理解為由模式和存儲(chǔ)信息兩大部分組成。其中，模式可以理解為由不同程序、庫文件、類、函數(shù)等按照一定的規(guī)則組成的結(jié)構(gòu)和代碼內(nèi)容。

4? 強(qiáng)人工智能系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬框架

強(qiáng)人工智能計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)包括MyRobot、Subjective、Objective、Life、Change等5個(gè)基本意識(shí)模式（程序），它們并行運(yùn)行，相互協(xié)調(diào)：

MyRobot主要負(fù)責(zé)意識(shí)系統(tǒng)的總調(diào)度，即根據(jù)一定算法調(diào)度不同優(yōu)先級的意識(shí)。Subjective主要負(fù)責(zé)主觀意識(shí)的調(diào)度，包括調(diào)度歸屬和愛、尊重、審美等意識(shí)系統(tǒng)。Objective主要負(fù)責(zé)客觀意識(shí)的調(diào)度，包括調(diào)用感知系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)等。Life主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，基本上不允許修改，所起的作用相當(dāng)于人腦的小腦。它和Life相互喚醒，確保意識(shí)系統(tǒng)的不停運(yùn)轉(zhuǎn)，具有備份功能。Change主要負(fù)責(zé)修改其他模式的模式。系統(tǒng)框架圖如圖2所示。

4.2? 意識(shí)模式協(xié)調(diào)機(jī)制

強(qiáng)人工智能計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)中意識(shí)模式之間的交互是不斷變化的，是一個(gè)重要的協(xié)調(diào)機(jī)制。它涉及模式與模式之間的參數(shù)傳遞機(jī)制、模式更新機(jī)制、公共資源維護(hù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對模式、公共參數(shù)、類等項(xiàng)的自主維護(hù)。下面簡單介紹模式更新機(jī)制的基本原則：

（1）系統(tǒng)更換新模式后，新模式要接受客觀事實(shí)的驗(yàn)證，確認(rèn)新模式是否可行。

（2）將新模式與原模式進(jìn)行對比，選擇最優(yōu)模式。

（3）新模式更新遵循隨機(jī)原則。

需要維護(hù)的模式記錄表主要包括編號、名稱、功能、參數(shù)、文件路徑、使用狀態(tài)等屬性。

4.3? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬的部分代碼

文中程序代碼使用的是C#語言。

4.3.1? MyRobot模式的部分源代碼

MyRobot負(fù)責(zé)主界面和模式調(diào)度，部分代碼為：

string Pname = "Life";

for （int i = 1; true; i++）

{Process[] AppN = Process.GetProcessesByName（Pname）;

If（AppN.ToList（）.Count <= 0）

{ Process.Start（"life "）; }//喚醒生命意識(shí)

AppN = Process.GetProcessesByName（Pname）;

if （AppN.ToList（）.Count <= 0）

{Process.Start（Pname）;}//喚醒客觀意識(shí)

AppN = Process.GetProcessesByName（"Objective"）;

if （AppN.ToList（）.Count <= 0）

{Process.Start（"Subjective"）;}//喚醒主觀意識(shí)

MyRobot.MyCall（"gz"）;//調(diào)用感知系統(tǒng)

MyRobot.MyCall（"zx"）;//調(diào)用執(zhí)行系統(tǒng)}

4.3.2? Change模式設(shè)計(jì)思路

以下是部分源代碼：

//修改文件代碼：

if （System.IO.File.Exists（FPatch））

{myfile1.EditFile（FLine， LContent， FPatch）;

//引用MyFile.dll動(dòng)態(tài)庫中的內(nèi)容修改函數(shù)EditFile

//EditFile（修改的行， 修改內(nèi)容， 文件路徑）

}else{Console.WriteLine（"文件不存在！＼r＼n"）;}

//編譯文件代碼：

Process[] AppN = Process.GetProcessesByName（FName）;

if （LocalNameApp.ToList（）.Count > 0）

{ foreach （var app in LocalNameApp）

{? ? if （！app.HasExited）

{app.Kill（）;}}}

String p ="/out："+FName + ".exe" + " " + FName+".cs";

Process.Start（"csc"， Canshu）;// csc為編譯程序

//啟動(dòng)exe文件代碼：

LocalNameApp = Process.GetProcessesByName（FName）;

if （LocalNameApp.ToList（）.Count <= 0）//

{Process.Start（FName）; }

Change程序流程圖如圖3所示。

5? 基本框架的應(yīng)用

如圖2所示的基本框架是意識(shí)模擬系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，是模擬系統(tǒng)的四梁八柱，需要保持不變，它的核心部分和難點(diǎn)是客觀意識(shí)的模擬。目前，我們已經(jīng)將設(shè)計(jì)思想和基本框架應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)爬蟲、自然語言識(shí)別、語音識(shí)別、圖像處理等領(lǐng)域。基本方法是對程序進(jìn)行模塊化管理，讓模擬系統(tǒng)從程序模塊數(shù)據(jù)庫中按照一定算法選取程序，在基本框架結(jié)構(gòu)下，測試不同程序，根據(jù)感知系統(tǒng)反饋的信息，按照一定算法識(shí)別哪個(gè)模塊程序更加適合系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)迭代更新目的。目前，在這種模式下，模擬系統(tǒng)可以自行修改自身的程序，但是自主性還是比較低，需要依賴于人類智慧。基本框架的結(jié)構(gòu)很簡單，在程序設(shè)計(jì)中，我們更加關(guān)注框架的穩(wěn)定性和通用性問題，在實(shí)際應(yīng)用中我們將它作為運(yùn)行其他系統(tǒng)的一個(gè)平臺(tái)，進(jìn)行了測試，效果比較理想。

6? 結(jié)? 論

通過對意識(shí)模擬系統(tǒng)的試探性研究以及對基本框架的設(shè)計(jì)和測試，課題小組認(rèn)為按照目前的理論知識(shí)和技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)可以無限接近人類智慧，但絕不會(huì)超越人類智慧。為了更加深入地認(rèn)識(shí)人類自身意識(shí)運(yùn)行機(jī)制、開發(fā)富有人類智慧和情感的機(jī)器人，課題小組將進(jìn)一步研究意識(shí)模擬系統(tǒng)與圖像識(shí)別系統(tǒng)、語音識(shí)別系統(tǒng)等現(xiàn)有感知系統(tǒng)的接入方法，通過數(shù)據(jù)分析和模型迭代，不斷修正意識(shí)模擬系統(tǒng)，重點(diǎn)研究意識(shí)模擬系統(tǒng)認(rèn)識(shí)客觀世界本質(zhì)的方法（如演繹、歸納等）及信息抽象和記憶存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 凌代紅.基于MS Agent和TTS的劇本引擎設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012，8（30）：7344-7346.

[2] 馮樂，朱仁杰，吳漢舟，等.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水印綜述 [J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，39（6）：881-892.

[3] 盧洋.人臉表情圖像識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究 [D].長春：吉林大學(xué)，2019.

[4] 李炳臻，劉克，顧佼佼，等.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究綜述 [J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2021（4）：8-12+17.

[5] 賀倩.人工智能技術(shù)發(fā)展研究 [J].現(xiàn)代電信科技，2016，46（2）：18-21+27.

[6] 奚雪峰，周國棟.面向自然語言處理的深度學(xué)習(xí)研究 [J].自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2016，42（10）：1445-1465.

作者簡介：鮑曙光（1979.03—），男，漢族，浙江寧波人，講師，碩士，研究方向：人工智能;許曌銓（1976.10—），男，漢族，云南姚安人，高級工程師，碩士，研究方向：人工智能。