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下一代人工智能的关键:概念

人机与认知实验室  · 公众号  ·  · 2025-05-28 00:00

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2*3=6 的数学运算中,乘号、等号这种加减乘除是逻辑,数字 2 3 6 就是逻辑驱动的对象。 2 是第一个对象, 3 是第二个对象, 6 是第三个对象。逻辑和对象构成数学运算的整体,就是逻辑驱动的整体。如果我们要写出这个算式,是不是必须从 2 开始写, 2 是第一个对象,因此我们说逻辑驱动的整体从第一个对象开始。框架说完了,回到产生机制,那么大脑中逻辑驱动的第一个对象是什么。

这个时候,我们就要用到大脑信息加工理论。我们将外部信息进入大脑中看做逻辑的起点,因此感官接收到的外部信息就是逻辑驱动的第一个对象。你先感知到什么,然后在这个感知的基础上进行逻辑推理。这个感知到的信息是什么属于认知的范畴,因此认知是逻辑推理的基础。在 2*3=6 中, 2 是第一个对象,是认知到的信息, 6 是第三个对象,是推理出的结果。

现在你已经理解了逻辑驱动的结构,我们再延伸一点,将这个结构延伸到人类的理解,看看理解在逻辑驱动中是什么。我们知道 2 是第一个对象,是大脑认知到的信息,现在它构成大脑的第一层理解。 6 是第三个对象,是逻辑推理出的结果,它构成大脑的第二层理解,也就是说人类的理解是多层理解共同构成。

我们先回到逻辑推理的基础——认知。现在的认知科学是个非常广阔的范围,我们这里说到认知,只是说认知科学中与人工智能相关的偏理论的内容,比如思维、表征、概念、推理等等,更聚焦在推理之前的认知阶段——大脑表征。大脑表征是指外部信息在大脑中的编码和存储方式,它天然地将人类的视觉、听觉、触觉整合在一起。比如当你在吃火锅时正嚼着毛肚,你是同时感受到毛肚的脆、香油的香、汤底的辣,脆香辣是不同感官的信息处理后的,由这片毛肚带给你的感受,就是你当下感知引发的第一层理解,不需要你来推理。

人类对 AI 的期待是理解达到正常人类水平。它能理解你的意图,以便它更好执行你分配的任务,这就需要 AI 真正地理解信息的意义。但是,理解和意义还不一样,我们用吃毛肚的例子,来看看区别。脆香辣的感受是你的第一层理解,你觉得毛肚好吃是第一层理解后的意义;假设你推理出这家店的火锅比其他家好吃,这是第二层理解;再然后,你认为以后可以常来这家店就是第二层理解后的意义。这个过程中,不止理解和意义有明显不同,前后两个意义也有所不同。假设这家店不好吃,你还愿意再来吃吗。当然不会,好吃是这家店值不值得再来的基础,同时这两个意义构成意义整体,意味着信息也有多层意义。第一层理解后的意义是整个信息意义的基础,可以叫它原始意义。

我们刚才梳理了外部信息进入大脑后,是怎样从信息到理解再到意义的过程。现在,我们就可以参照人类的大脑表征,将这个信息转化成意义的过程,在 AI 上模拟,通过将多模态的信息统一表征后,获得信息的原始意义,此时,我们就可以认为 AI 已经获得对信息的第一层理解。

要去模拟大脑表征,我们会遇到一个难题:大脑表征在物理层面上是通过神经元、神经元的联结和模式来实现的,用软件来模拟,可以模拟神经元的神经层面活动,但神经活动中的信息应该怎么表示。这个问题类似于,有一条高速公路,虽然公路是为人和物资的运输,但人和物资不能自己走过这条高速,只能搭载汽车通行。这个时候汽车是通行标准下的基本单位,高速公路对通行的管理,发卡、抬杆、测速、违章拍照,都是以一辆辆汽车为单位。如果人、物资、汽车是信息,通行中的高速公路是神经活动,那么装载好的汽车就是神经活动中的信息单位。

现在我们的问题是,模拟大脑表征采用的信息单位是什么。我们可以从人类大脑表征中,看看有没有类似的解决方案。在神经科学中,人类大脑表征的信息类型有感知信息、情感信息、语言信息、概念信息、记忆信息、空间与运动信息。在认知科学中,概念是思维的基本单元,意味着其他所有信息类型在思维时,都统一以概念形式表现。那么我们可以选择概念作为模拟中的信息单位。虽然概念这个词在日常生活中的使用,总是表达抽象,但在认知神经科学中,神经成像实验下,是可测量的对象。日常中可知的,比如核磁共振的脑部扫描、脑电图等等,都可以观察到概念。人类的科学史告诉我们,凡是可测量的事物,就表示可以量化,既可以用模型模拟,又可以用数学验证。这使得概念具有可模拟、可验证的性质,成为打通人类与 AI







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