(Pagina en preparación)
36.
problemas, de variada indole. Es posible construir menues de regularidades resultantes de la microestructura de la conducta, menúes con los que se puede integrar la conducta tal como se presenta (Newell A, p 239, 244).
Aparece una fortisima presión evolutiva (siempre con aportes adicionales de apartamiento del equilibrio) por perfeccionar y ampliar los sensores o filtros de reconocimiento de pautas de alarmas, asi como de sumarlos. La suma de todos estos sensores es parte importante de una hipotética "conciencia monitora". Como la colección de sensores sumados aparentemente actua asimismo como un suprasensor global, dicha conciencia es autorreferencial, o sea que aparece como autoconciencia, conciencia de si misma, conciencia de tener conciencia. Con ella el humano normal, llega a la experiencia subjetiva de tener activada dicha colección de sensores. La conciencia de tener conciencia es aparentemente el resultado de la generalización de la aptitud de los animales provistos de cerebro de construir detectores de pautas de alarmas. La mente humana consiguio heredar e incrementar dicha aptitud. Esta es la base del Sistema Operativo cerebral (Philip Johnson-Laird), asi como en computación es indispensable poseer algun Sistema Operativo como el DOS. (Cohen J, Stewart I - p.432)
Supongase un teclado, un ratón, las memorias RAM y de disco rigido y un monitor. ¿Cómo puede utilizarlos la Unidad de Procesamiento Central del equipo? Mediante un programa fundamental como el DOS. Pasa comandos de la memoria del disco rigido a la memoria de trabajo RAM, acepta señales del teclado o del ratón, gestiona en dicha memoria de trabajo comandos y señales, gira resultados preliminares al cuello de botella de von Neumann ubicado en la Unidad de Procesamiento donde dicho sistema los ejecuta, apareciendo en el monitor los resultados. Los sentidos fisiologicos son el teclado y el mouse; los musculos (incluso los del habla) son el monitor, las memorias son bastante parecidas, a lo que parece, en ambos casos; y la sociedad de la mente, ubicada en parte en el inconsciente y en parte en el consciente, cumple funciones más o menos análogas (aunque da arquitectura diferente) al cuello de botella de von Neumann. Basicamente se puede señalar que es analoga la transformación de las señales ingresantes en señales egresantes.
Desde estos puntos de vista, el objetivo de reconocer como funciona el sistema operativo mental y construir una adecuada teoria para ello implicaria saber como funciona el cerebro. Esa teoria presenta un cerebro operando con muchisimos sistemas en paralelo, cada uno de esos subsistemas formando parte de un parlamento-de-la-mente. Dos bloques importantes de ese parlamento son los encargados de resolver problemas, el qué-hacer-a continuación. Son la deliberación y la preparación y sus mecanismos son ya sea combinatorio-intensivos o ya sea regla-intensivos, respectivamente. Esos dos bloques entran en compromisos entre ambos, que son esenciales para la conducta inteligente. Aparece el problema de que el parlamento debe actuar ahora sin saber con certeza a cual bloque aproximarse ni qué debe hacerse a continuación de esa primera aproximación. En cada caso, el tiempo y la calidad necesarios de resolución racional de problemas son básicos para el proceso. Muchas veces el parlamento está forzado a actuar aunque esté en
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--------------------------
! Modelo constructivo de !
! respuesta a problemas !
--------------------------
! !
! !
------------------ ------------------
Preparación Deliberación
Operación Operación
regla- combinatorio-
intensiva Espacio de intensiva
Rememorización gestion de
de casos positivos ---> problemas <--- Creatividad
y negativos para "mix"
Razonamiento frio entre
ambos
Teoria del CBR aportes Teoria de la
(razonamiento ! optimización
basado en casos) ! combinatoria
!
Inventario de ! Inventario de
reglas ! metodos
------------------ ! ------------------
^ ---------------------------------
! ! Tiempo !
! !urgencia-CBR prioritario !
! !calidad-deliberación prioritaria !
! ---------------------------------
! !
! !
! -----------------------------
! !Postergación de la decision!
! !hasta ultimo momento (Beer)!
! -----------------------------
! !
! !
! -----------------------------
Aportar ! Decision a corto plazo !
al CBR <------ !Realizar la respuesta como !
^ !resultado del estímulo !
! -----------------------------
! !
! !
! -----------------------------
! ! Decision a largo plazo !
------------- !Evaluar si la decision !
!fue positiva o negativa y !
!realimentar la base de !
!datos de casos (reglas) !
-----------------------------
Fig 8.-Esquema tentativo del uso individual o mixto de la Preparación y de la Deliberación. Frente a un estímulo ante el cual no se sabe que hacer ("impasse" de Newell y otros autores), hay que reconocer si es prioritaria la urgencia o la calidad de respuesta. Si no hay tiempo se recurre a lo primero que se recuerde de casos afines (CBR). Si hay que proceder con calidad en la decision, hay que pasar ya sea por tecnicas practicas de
38.
calculo combinatorio o ya sea de elaboración de reglas y metarreglas sobre la base de casos acumulados a posteriori del estimulo, o con ambas estrategias en paralelo. Si la preparación previa es alta hay buenas metarreglas y se avanza con rapidez hacia la meta. Si se generan mejores reglas, menos se necesita buscar. Las metarreglas estan en la memoria. En cambio la deliberación no usa reglas de la memoria, aunque saliendo de la fuerza bruta, el tecnico educado en los ultimos cincuenta años, conoce reglas para acelerar la busqueda combinatoria, reglas que, de por si, se incorporan a la memoria. Randall Beer al estudiar con detalle como operan sus circuitos electronicos generadores de conductas en "invertebrados", encuentra que las decisiones sobre que hacer se postergan hasta el ultimo momento, con lo cual, mientras tanto, acceden estimulos modificados del entorno, que son los usados. Esto se ha incorporado al esquema tentativo. El nuevo caso resultante de este proceso se memoriza y al final entra en el inventario de las experiencias o casos positivos o negativos para futuras aplicaciones del CBR.
incertidumbre. Las pistas de una alarma o problema lo llevan a la busqueda. Se empieza. Si el acto empezado esta equivocado, se vuelve a intentar, para lo cual se debe recobrar de la equivocación. Esta situación entra en cascada. A menudo la busqueda empieza por ser combinatoria, porque se cometen nuevos errores mientras que los viejos errores estan aun siendo detectados y resueltos. Se tiene que encontrar la ruta X en condiciones de incertidumbre. Entonces se crea mentalmente un espacio virtual donde se sabe que esta X y se la busca dentro de ese espacio. ¿Cómo se empieza? A menudo por fuerza bruta, caso por caso. Con un espacio de respuestas a la alarma trivial. Con una función de evaluación trivial. ¿Cómo se sigue? Perfeccionando la fuerza bruta, el espacio de respuestas a la alarma, la función de evaluación.¿Cómo saber si se acabo la tarea? Midiendo con una función de evaluación evolutiva la conveniencia de la presunta actitud final. ¿Qué se hace si no se acabó? Se rehacen los parámetros del problema para que los datos se parezcan al diseño de solución previa y se reinicia. Desde este punto de vista, la tarea intelectual involucra metodos de busqueda. Es el caso general. Esto conduce de nuevo al trueque entre preparación regla-intensiva y deliberación combinatorio-intensiva.
Uno de los temas más importantes de la Fig 8 es el tiempo que alli aparece. Desde el punto de vista evolucionario y en un mundo peligroso, la gestion de una alarma debe durar brevisimo tiempo. Es necesario que los mecanismos de respuesta a las pistas o pautas de alarma esten en alguna memoria rapida y que las impasses tambien se resuelvan alli. Esto lleva a que las tareas de preparación previa tengan alta prioridad con respecto a las tareas de deliberación (Newell, p 146). Por ejemplo, en un nicho donde los animales tienen un tiempo de gestion de alarmas de 10 s, solo las que reduzcan dichos tiempos gozaran de ventajas comparativas. Estas ventajas se logran priorizando preparación a expensas de deliberación.
En general, se encuentra que las decisiones sobre que hacer se postergan hasta el ultimo momento, con lo cual, mientras tanto, acceden estimulos modificados del entorno, que son los usados. Esto se ha incorporado al esquema tentativo. El nuevo caso resultante de este proceso se memoriza y al final entra en el inventario de las experiencias o casos positivos o negativos para futuras aplicaciones del CBR.
La Fig 9 muestra de otra manera que cada situación especifica es una mezcla de preparación y deliberación.
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! x
NUMERO DE REGLAS!
ALMACENADAS !
108 ! x<--SER HUMANO
!
! x
! A
! B
103 ! x
! IDEAL x<--PROGRAMAS DE BUSQUEDA MASIVA
!/
100 x----------------------------------------------
100 102 1010
SITUACIONES COMBINATORIAS/TAREA
Fig 9 - Hiperbola de equieficiencia. Los puntos A y B son igualmente
efectivos, pero tienen una proporción diferente de conocimiento obtenido
por busqueda combinatoria (deliberación, hacia la derecha y abajo) y de
reglas preparadas de antemano (preparación, hacia la izquierda y arriba).
El ser humano se destaca por su capacidad de almacenar experiencias
previas, los programas de ajedrez por su capacidad combinatoria con unas
pocas reglas (su factor limitante es la "explosion combinatoria"). Los
sistemas expertos desarrollados por inteligencia artificial son una tipica
Preparación. Por supuesto los programas de busqueda masiva como los de
ajedrez estan diseñados por seres humanos. En la intersección de abcisas y
ordenadas aparece una "x" que indica el caso limite de resolución de
problemas explicado en el texto, que es el más eficiente y sencillo: saber
resolverlo de antemano (Minsky M - 7.4)
Queda claro que teniendo muchas reglas ya preparadas y un agil sistema de manejo de pautas y pistas de alarmas, se achica el numero de tentativas a ensayar y asi el tiempo. Frente a un grave peligro, de mas esta decir que la huida o el enfrentamiento deben diligenciarse "sin pensar" y corregir luego la primera actitud por otras si la gestion de las alarmas, ya gatillada, asi lo aconseja. Asi suele ser la respuesta biológica evolutiva. Pero este atributo de extraordinaria rapidez de respuesta debe matizarse con inevitables frenos, con alto valor de supervivencia, frente a estimulos de otros tipos, en si mismos alarmantes, como el de suicidarse (Newell A). La respuesta cientifica y racional se encarrila mas bien al analisis creativo, ubicado hacia el otro extremo (abajo y derecha), ya que el tiempo no suele urgir tanto.
Tambien el proyecto Soar de inteligencia artificial construye un espacio de gestion de problemas donde se aprecia que mucho mas alla de una mera busqueda, alli se realiza una real estrategia de control en la toma de decisiones, que pospone hasta ultimo momento la decision final (Rosenbloom PS y Laird JE, Artificial Intelligence 59, p 404 (1993)). Se encuentra en este caso información adecuada empaquetada en reglas, muchas de ellas innatas y amigables para su rapida recuperación. A las que no son instintivas se las denomina experiencia personal, la cual, en escalas de tiempo evolutivas, es la unica fuente con valor de supervivencia que seria ventajoso que fuese heredable. En su defecto se hereda la capacidad de aprendizaje, que permite acumularla generación tras generación. Las bibliotecas, las escuelas, en general todo el mundo III de Popper, son un sucedaneo de la falta de heredabilidad de la experiencia personal y son importantes recursos para el aprendizaje efectivo.
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Para Allen Newell, la mente es el sistema de control que guia al organismo conductual en sus complejas interacciones con el mundo real dinámico. Ese sistema de control se podria presentar con la nomenclatura habitual de Wiener. Pero Newell prefiere señalar que ese control consiste en disponer de conocimiento (inputs sensoriales y experiencia simbólica en la memoria de largo alcance) y actuar en consecuencia (output motor y nueva marca simbólica en la memoria) (p 45). Su General Problem Solver (obra tambien de Herbert Simon) aporta una vision segun la cual el estimulo para la actividad cerebral es la diferencia entre la señal de la situación en el mundo percibido y la señal esperable o deseable (para satisfacer un estado meta) por las estructuras anidadas en la memoria. De ese filtro del cual se computa la diferencia de señal, se genera, como resultante, la señal de alarma o de problema, que motiva a los mecanismos ejecutivos que dan origen a la respuesta muscular, incluida el habla. Aqui aparece la biotermodinámica, ya que cada agente perteneciente a los mecanismos ejecutivos, debe actuar de tal manera que se disminuya la diferencia resultante que lo alertó (principio de Le Chatelier). (Minsky M - 7.8).
Una teoria explicativa de un sistema tan complejo como la mente no ofrece garantia para su credibilidad, salvo que se la pueda concretar, usandola como sustento de un sistema operativo del cerebro, con herramientas de la inteligencia artificial. Observando entonces las limitaciones de la teoria, se la puede creer tentativamente o corregir. Esto exige mucha paciencia a esta altura de los estudios. Una de las posibilidades es la de usar el sistema SOAR (State, Operator And Result) de Allen Newell, mas frecuentemente llamado Soar, una mejora a lo largo de decadas del GPS (General Problem Solver) de Newell y Herbert Simon.
En este sistema, la hipotesis es que el cerebro actua como un instrumento de control que trata de preservar la supervivencia frente a un ambiente externo poco amigable y una arquitectura interna poco agil ante episodios que provocan heridas en esa misma arquitectura. Un esquema simplificado que ignora detalles es el de la Fig 10.
Se puede visualizar la Fig 10 de esta manera. Sean dos tableros electricos llenos de lamparas, enfrentados entre si. Uno para los estimulos y otro para las respuestas. El tablero de entradas monitorea al mundo externo y cada tanto se encienden algunas lamparas y se apagan otras, lo cual no abarca la totalidad del mundo externo, sino una fracción, el mundo perceptual de von Uexküll. El tablero de salida hace actuar (mover o hablar) segun como las lamparas del mismo se enciendan y apaguen. No abarca la totalidad de lo que el cerebro quisiera, sino con las limitaciones de estado atlético y de lenguaje disponible en la punta de la lengua. El problema para la ciencia es que sucede entre estos dos tableros, con sus cableados, filtros, pautas, emociones, pensamientos, sensaciones de bienestar conciente, escalas de valores humanos y religiosos, etc. La
41.
.
(2) CEREBRO CON SUS REDES NEURALES
Subsistema de reconocimiento (filtros) y de
gestion de situaciones de alarma o problema
/ \
(1) (3)
ESTIMULO RESPUESTA
Subsistema Subsistema
de Percepción de Acción
sensorial motriz
(sensores) (musculos)
| | | | | |
----------Mundo perceptual de JJ von Uexküll------
Fig 10- La mente aparece configurada como estimulable por contingencias
del mundo perceptual, detectadas por los sensores, las que afectan la
supervivencia del individuo y que necesitan de una acción motora para su
superación (huida, enfrentamiento, etc.). Esto se extiende a casos donde no
se sabe que hacer a continuación (problemas). El suprasistema cognitivo
total, transforma señales subsimbólicas de riesgos presentes en el mundo
perceptual externo, captadas en paralelo por los sentidos fisiologicos, en
señales subsimbólicas de respuesta ante el riesgo. La "causa" por la cual
el cerebro procesa una alarma es asimismo un producto del cerebro. Como
resultado, se aprecia que este organo transduce autoorganizadamente el
sensorium en motorium.
conciencia monitora, que ya se introdujo antes, con nuevos aportes cuyo inventario no se sabe bien cuál es, se ha enseñoreado del espacio entre tableros.
La visión simplificada de la Fig 10 es coherente con el modelo especulativo de Daniel Schacter, que llama al estímulo, al cerebro y a la respuesta, respectivamente:
Están fuertemente regulados por el cerebro, los sentidos fisiológicos, como el oído y los ojos, donde más de la mitad de las conexiones vuelven del cerebro al oído y más del 10% de ellas van del cerebro a la vista. Están tambien fuertemente reguladas las salidas, ya que a medida que surge una dinámica muscular como respuesta, esa respuesta es analizada de vuelta por los sentidos para el eventual reajuste de toda la tarea. Con todos estos matices hay así un algoritmo entre el tablero de entrada y el de salida, con dos productos principales: modificar las luces del tablero de salida y modificar el estado interno, la experiencia, la conciencia del espacio entre tableros. Cuando Juanita, de cuatro años, empieza a aprender a hamacarse, coordinando músculos y escuchando los aplausos y voces de aliento de sus progenitores, tiene una experiencia suya personal e incomunicable, que no aparece "en el tablero de salida", ni se pierde totalmente como entropía, ya que deja marca.
Para Allen Newell, la mente es el sistema de control que guia al organismo conductual en sus complejas interacciones con el mundo real dinámico. Ese sistema de control se podria presentar con la nomenclatura habitual de Wiener. Pero Newell prefiere señalar que ese control consiste en disponer de conocimiento (inputs sensoriales y experiencia simbólica en la memoria de largo alcance) y actuar en consecuencia (output motor y nueva marca simbólica en la memoria) (p 45). Su General Problem Solver (obra tambien de Herbert Simon) aporta una vision segun la cual el estimulo para la actividad cerebral es la diferencia entre la señal de la situación en el mundo percibido y la señal esperable o deseable (para satisfacer un estado meta) por las estructuras anidadas en la memoria. De ese filtro del cual se computa la diferencia de señal, se genera, como resultante, la señal de alarma o de problema, que motiva a los mecanismos ejecutivos que dan origen a la respuesta muscular, incluida el habla. Aqui aparece un corolario biotermodinámico, ya que cada agente alertado perteneciente a los mecanismos ejecutivos, debe actuar de tal manera que se disminuya la diferencia resultante que lo alerto (principio de Le Chatelier). (Minsky M - 7.8).
Este es el modelo de Wiener-Newell para el control de alarmas. Allen Newell (p.42) interpreta que el comparador generador de alarma de la Fig 11 es basico del control ejercido por el cerebro. Este organo procesa los inputs
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ESTIMULO
Sensores
Señal del mundo percibido
|
señal de dinámica del proceso
conducta comparador operadores de aplicar operadores RESPUESTA
para super- generador--->para la----> para transformar la-----O-> Acción
vivencia, de señal lógica de señal de alarma en |
anidada en de alarma control señal de conducta |
memoria ^ |
| |
---señal de conducta en función del tiempo----
Fig 11 - Diagrama tentativo de control de Wiener-Newell. El objetivo es el
de encontrar diferencias en la conducta asociada con señales del mundo
perceptual y la conducta actualmente generada. Esa diferencia es la
resultante de comparación de la señal de conducta previa con la señal
esperada para la supervivencia o del no-saber-que-hacer. Una vez lograda la
señal de alarma, la lógica de control le aplica operadores conducta/alarma
ya sea por defecto o por una mezcla entre deliberación y preparación. Con
esos operadores el ser humano ingresa en una dinámica de progresivo
reemplazo de la señal del mundo percibido por una señal de nueva conducta,
que se amplifica o decae. En el texto se explica una realimentación (no
anotada aqui) por la cual las señales del mundo percibido dejan de ser
neutras para ser alarmantes, lo cual se logra por las vias bidireccionales
cerebro-ojo y cerebro-oido. Las lógicas de control y las dinámicas de
proceso relacionadas con el uso de operadores y con la formación de
espacios de gestion de alarmas (o espacios de gestion de problemas) han
sido ensayadas por la evolución a traves de muchos milenios y solamente han
sobrevivido las arquitecturas con neto valor de supervivencia.
sensoriales del mundo percibido inicialmente neutros y contrastando esos inputs con lo esperado (riesgo) procesa la diferencia hasta que se construye una señal de conducta proporcional al riesgo en cada momento sucesivo, corregida por un analisis de los movimientos que se estan ejecutando, movimientos que ahora son parte del mundo percibido.
Con estos detalles, la Fig 10 adquiere el aspecto de la Fig 11, un diagrama de control que aqui se denomina de Wiener-Newell. Las nuevas palabras clave son sensores de estimulos externos (tanto energias como moleculas ambientales), respuesta, en este caso señal de conducta o de acción motora (muscular), valor de consigna o mandato de supervivencia, lógica de control (Sistema Operativo para reconocimiento del riesgo, implementación de la tarea, busqueda de soluciones) y dinámica de proceso resultante de gestionar el "state, operator and result" (Soar). Segun este esquema existe una dinámica de proceso propia de un humano carente de sistema operativo pero con acción motora, sobre la cual actua el sistema operativo con su implicita lógica de control. La referida dinámica de proceso ha debido coevolucionar con la lógica de control para formar un machimbre adecuado entre una y otra. Se ha estimado que la adecuación de la señal ingresante del mundo externo (ya concentrada para cubrir la situación de riesgo) a la señal emergente de conducta a satisfacer, gatilla un aprendizaje cada dos segundos, en promedio. El resultado es (1) la acción motriz y (2) la nueva marca resultante del aprendizaje, que retroalimenta al "módulo" de la lógica de control, relación no mostrada por la Fig 11.
(Pagina en preparación)
