基于操作條件反射的自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)

王帥 李光澤 李賓澤

摘要：基于操作條件反射的優(yōu)先級控制學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)，是一種模擬生物思維活動建立的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)的認(rèn)為，自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理應(yīng)該為操作條件反射。

關(guān)鍵詞：操作條件反射 優(yōu)先級控制 自主學(xué)習(xí) 智能系統(tǒng)

中圖分類號：TP301.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0223-01

1938年，美國Harvard大學(xué)心理學(xué)教授Skinner[1]發(fā)表了一部具有影響力的著作《The Behavior of Organisms》，由此創(chuàng)立了Skinner操作條件反射理論[1-2].

本文基于Skinner的操作條件反射原理提出了“基于操作條件反射的優(yōu)先級控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)”所應(yīng)有的結(jié)構(gòu)，并對其工作過程進(jìn)行了一定的分析。

1 基于操作條件反射的優(yōu)先級控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)認(rèn)為在智能系統(tǒng)中，一些活動的本質(zhì)都應(yīng)該基于最基本的“思維活動映射”（以下簡稱“映射”），繁多的基本映射活動相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成了生物多種多樣的行為。映射分為兩種類，即固化映射、自由映射。

自由映射：受固化映射的約束，基于傳感器信息所形成的具有可執(zhí)行性的規(guī)則。由系統(tǒng)自動生成又作用與系統(tǒng)本身。

固化映射：預(yù)置在系統(tǒng)中的特殊映射。是智能系統(tǒng)中最關(guān)鍵最基本的映射，分為以下5種基礎(chǔ)映射：

（1）形成映射：當(dāng)各種傳感器從外界獲得信息后，該映射負(fù)責(zé)從紛繁的信息中提煉出適當(dāng)?shù)囊蚬纬筛鞣N自由映射。

（2）聯(lián)想映射：自由映射形成之后，系統(tǒng)自動搜索相似映射，相似的映射優(yōu)先級得到提高，反之啟動好奇映射。

（3）好奇映射：探索未知事物形成新映射。

（4）遺忘映射：用于整理與規(guī)范系統(tǒng)中的映射。當(dāng)系統(tǒng)中新的映射形成之后，受到該映射的監(jiān)督，當(dāng)超過一段時(shí)間之后，該映射將清除掉優(yōu)先級低于某些值的映射。

（5）自保映射：當(dāng)機(jī)體受到傷害或預(yù)判到機(jī)體即將受到傷害時(shí)候，引導(dǎo)機(jī)體避免傷害。

2 控制系統(tǒng)中映射的控制優(yōu)先級

基于操作條件反射的優(yōu)先級控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵在于優(yōu)先級控制系統(tǒng)可靠工作。

整個(gè)優(yōu)先級控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)系統(tǒng)中，存在于系統(tǒng)中的映射被分成三個(gè)優(yōu)先級。

第一優(yōu)先級的固化映射：這其中有生成映射、聯(lián)想映射、遺忘映射這三種基本映射，這三種基礎(chǔ)固化映射是預(yù)置在整個(gè)智能系統(tǒng)中的。是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，不能被消除，不受到任何映射的抑制。

固定優(yōu)先級的固化映射：這其中有自保映射、好奇映射這兩種基礎(chǔ)固化映射，這兩種先天性的固化映射雖然也是整個(gè)智能系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，而且如同第一優(yōu)先級固化映射一樣不能被消除，但是會受到某些高優(yōu)先級映射的抑制。

優(yōu)先級可變化的自由映射：這些就是系統(tǒng)在作為基礎(chǔ)的固化映射的約束下基于系統(tǒng)傳感器所采集的信息所形成的自有映射，每當(dāng)聯(lián)想映射比對新舊映射的時(shí)候，兩映射相同則已存在的映射優(yōu)先級得到相應(yīng)提升，反之則啟動好奇映射形成一條新的映射映射填補(bǔ)空白。當(dāng)某些自由映射的優(yōu)先級提升到一定高度的時(shí)候，就能夠抑制固定優(yōu)先級的固化映射。當(dāng)然在自由映射之間高優(yōu)先級的自由映射同樣會抑制低優(yōu)先級的自由映射。

這就是為什么人們通過適應(yīng)性鍛煉能夠克制恐懼卻永遠(yuǎn)不能消除恐懼的原因。

3 系統(tǒng)工作流程

當(dāng)傳感器感知到的外界信息進(jìn)入到智能系統(tǒng)，這些信息在生成映射的作用下成為具有執(zhí)行能力的映射。

新生成的映射會受到聯(lián)想規(guī)則的檢查，若相似映射已存在，則已存在映射優(yōu)先級增加，相應(yīng)映射被執(zhí)行。

若不存在相似映射，系統(tǒng)好奇映射被啟動。好奇映射將引導(dǎo)動作系統(tǒng)針對性的對位置事物進(jìn)行探索，傳感器接收到大量的有針對性的信息。這些信息將被好奇映射用來豐富新形成的自由映射。

遺忘映射是智能系統(tǒng)中比較重要的一環(huán)，他負(fù)責(zé)將一段時(shí)間之后，優(yōu)先級等級低于某些值的映射清除掉。這樣處理能夠簡化智能系統(tǒng)的映射控制邏輯和存儲空間，加快系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

4 結(jié)語

作為一門新興學(xué)科，仿生學(xué)擁有著廣闊的發(fā)展前景。本文基于仿生學(xué)原理提出了一種可能被實(shí)現(xiàn)的自主學(xué)習(xí)式智能系統(tǒng)，羅列出了他所應(yīng)具有的邏輯結(jié)構(gòu)并對他的工作過程進(jìn)行了簡要分析。相信這種智能系統(tǒng)的出現(xiàn)會對人工智能的發(fā)展產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用，并使人類能夠更加清醒的認(rèn)識自身，認(rèn)識我們的世界，進(jìn)而為改善我們?nèi)祟惻c人類、人類與自然之間的關(guān)系作出突出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] SKINNER B F.The behavior of organisms[M].New York： Appleton-Century-Crofts，1938： 110-150.

[2] SKINNER B F.Two types of conditioned reflex and a pseudo type[J].Journal of General Psychology，1935，12（1）：66-77.