人工智能本質(zhì)探索和基本框架模擬實現(xiàn)

鮑曙光 許曌銓 羅丹丹

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

關(guān)鍵詞：意識;人工智能;計算機系統(tǒng);模擬實現(xiàn);記憶存儲

中圖分類號：TP18? ? ? ? ? 文獻標識碼：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《人工智能意識覺醒的遐想》一文中闡述了自己對意識和人工智能的膚淺理解，認為不同類型人工智能的本質(zhì)和實現(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“意識系統(tǒng)”這個詞作闡述，把意識系統(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)。目前計算機系統(tǒng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)弱人工智能，但要想實現(xiàn)強人工智能，首先要讓它成為一個有意識的系統(tǒng)。本文試圖通過設(shè)計一個邏輯結(jié)構(gòu)，在計算機系統(tǒng)和強人工智能之間架起一座橋梁，從而實現(xiàn)用計算機系統(tǒng)模擬高級意識系統(tǒng)。

1? 意識的分類和本質(zhì)

馬斯洛將人類需求分為8個層次的需求，本文認為馬斯洛沒有充分領(lǐng)會唯物辯證主義思想的精髓，沒有認識到客觀意識的重要性。強人工智能的意識系統(tǒng)應該具有3種不同類型的意識：

1.1? 生命意識

生命意識屬于低級意識，它包括生命、死亡、安全、發(fā)展等意識。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，具有第一性。就像AlphaGo這樣強大的系統(tǒng)也只能算是弱人工智能，它也是沒有生命意識的。所以要想實現(xiàn)強人工智能，首先要使計算機模擬系統(tǒng)具有生命意識（即存在意識，當闡述強人工智能等意識形態(tài)時，用“存在意識”替代“生命意識”更加合適）。法國數(shù)學家、哲學家笛卡爾提出著名的“我思故我在”思想，正是體現(xiàn)了生命意識的真諦。

1.2? 客觀意識

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

1.3? 主觀意識

主觀意識屬于高級意識，包括自由、歸屬和愛、尊重、審美、自我實現(xiàn)、超越等意識。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、自我實現(xiàn)、超越的需求，本文認為，它們之間不存在明顯的層次關(guān)系。以上幾個需求，與人是群體性動物有著密切的關(guān)系，對于獨立的個體來說，自身具有追求自由的需求，同時他作為群體中的一員還具有與其他個體協(xié)作的需求，所以演化出歸屬和愛、尊重等高級需求。

2? 意識之間的關(guān)系

低級意識簡單，高級意識復雜，低級意識決定高級意識，高級意識優(yōu)先呈現(xiàn)。在人腦中，所顯現(xiàn)出來的往往是高級意識，而低級意識卻在默默起作用。比如，在“我想收藏一個古董”這個高級審美意識之下，自動隱含著辨識古董真假的客觀意識，在這個客觀意識之下又隱含了必須解決溫飽的生命意識。

生命意識、客觀意識、主觀意識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)實生活中有很多“舍生取義”的特例，看似違背了意識系統(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。意識層次關(guān)系圖如圖1所示。

3? 強人工智能系統(tǒng)遵循的原則

簡單來說，強人工智能系統(tǒng)本質(zhì)上就是高級意識的模擬系統(tǒng)。強人工智能的計算機模擬系統(tǒng)必須遵循以下幾個原則：

（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，不斷修改存儲信息和模式;

（3）存儲信息具有關(guān)聯(lián)性、抽象性、模糊性、動態(tài)性、遺忘性等。

說明：本文將強人工智能計算機模擬系統(tǒng)理解為由模式和存儲信息兩大部分組成。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? 強人工智能系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.1? 計算機系統(tǒng)模擬框架

強人工智能計算機模擬系統(tǒng)包括MyRobot、Subjective、Objective、Life、Change等5個基本意識模式（程序），它們并行運行，相互協(xié)調(diào)：

MyRobot主要負責意識系統(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。Subjective主要負責主觀意識的調(diào)度，包括調(diào)度歸屬和愛、尊重、審美等意識系統(tǒng)。Objective主要負責客觀意識的調(diào)度，包括調(diào)用感知系統(tǒng)、認知系統(tǒng)等。Life主要負責系統(tǒng)的安全運行，基本上不允許修改，所起的作用相當于人腦的小腦。它和Life相互喚醒，確保意識系統(tǒng)的不停運轉(zhuǎn)，具有備份功能。Change主要負責修改其他模式的模式。系統(tǒng)框架圖如圖2所示。

4.2? 意識模式協(xié)調(diào)機制

強人工智能計算機模擬系統(tǒng)中意識模式之間的交互是不斷變化的，是一個重要的協(xié)調(diào)機制。它涉及模式與模式之間的參數(shù)傳遞機制、模式更新機制、公共資源維護機制，實現(xiàn)對模式、公共參數(shù)、類等項的自主維護。下面簡單介紹模式更新機制的基本原則：

（1）系統(tǒng)更換新模式后，新模式要接受客觀事實的驗證，確認新模式是否可行。

（2）將新模式與原模式進行對比，選擇最優(yōu)模式。

（3）新模式更新遵循隨機原則。

需要維護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? 計算機系統(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負責主界面和模式調(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

AppN = Process.GetProcessesByName（Pname）;

if （AppN.ToList（）.Count <= 0）

{Process.Start（Pname）;}//喚醒客觀意識

AppN = Process.GetProcessesByName（"Objective"）;

if （AppN.ToList（）.Count <= 0）

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

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? 基本框架的應用

如圖2所示的基本框架是意識模擬系統(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是客觀意識的模擬。目前，我們已經(jīng)將設(shè)計思想和基本框架應用到網(wǎng)絡(luò)爬蟲、自然語言識別、語音識別、圖像處理等領(lǐng)域。基本方法是對程序進行模塊化管理，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，按照一定算法識別哪個模塊程序更加適合系統(tǒng)，從而實現(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?；究蚣艿慕Y(jié)構(gòu)很簡單，在程序設(shè)計中，我們更加關(guān)注框架的穩(wěn)定性和通用性問題，在實際應用中我們將它作為運行其他系統(tǒng)的一個平臺，進行了測試，效果比較理想。

6? 結(jié)? 論

通過對意識模擬系統(tǒng)的試探性研究以及對基本框架的設(shè)計和測試，課題小組認為按照目前的理論知識和技術(shù)，計算機模擬系統(tǒng)可以無限接近人類智慧，但絕不會超越人類智慧。為了更加深入地認識人類自身意識運行機制、開發(fā)富有人類智慧和情感的機器人，課題小組將進一步研究意識模擬系統(tǒng)與圖像識別系統(tǒng)、語音識別系統(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，不斷修正意識模擬系統(tǒng)，重點研究意識模擬系統(tǒng)認識客觀世界本質(zhì)的方法（如演繹、歸納等）及信息抽象和記憶存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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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。