Články označené ako BrandCom sú pripravené a publikované v spolupráci s komerčnými partnermi. Hoci redakcia TRENDU nie je ich autorom, ich obsah považuje za prínosný pre čitateľa a preto umožnila ich publikovanie. Viac o BrandCom

BLOG František Muránsky

Ľudský mozog nie je digitálny počítač

23.10.2018 | František Muránsky

Veríte tomu, že dokážeme vytvoriť umelú inteligenciu z mechanických hodín alebo z parného stroja? Nie? Tak prečo potom veríte tomu, že ju dokážeme vytvoriť pomocou digitálneho počítača?

  • Tlačiť
  • 8

Za presvedčením, že v blízkej budúcnosti (o 20-30 rokov) vytvoríme inteligenciu s celým rozsahom kognitívnych schopností podobnej ľuďom, stojí veľmi chytľavá predstava, že digitálny počítač funguje podobne ako ľudský mozog. Táto analógia je už taká samozrejmá, že vedci si pri opise ľudského mozgu bežne vypomáhajú s výrazmi používanými v informatike – informácia, procesor, dáta, software, hardware, reprezentácia, aplikácia, algoritmus, program, modul, pamäť, podprogram, buffer.

Psychológovia, lingvisti, neurovedci od druhej polovice 20. storočia s obľubou prirovnávajú ľudský mozog k digitálnemu počítaču a treba priznať, že takéto prirovnanie je užitočné a pomerne ľahko predstaviteľné. Na druhej strane - takéto porovnávanie vedie k tomu, že sa dopúšťame vážnych zjednodušení, ktoré často ústia do nereálnych predstáv.

Typickým príkladom prehnaného očakávania sú prehlásenia, s akými prichádzajú Ray Kurzweil alebo Nick Bostrom. Títo futuristi tvrdia, že už v blízkej budúcnosti príde k technologickej singularite, kedy umelá inteligencia nielen dosiahne úroveň ľudskej inteligencie, ale ju dokonca aj predbehne.

Mozog sa vždy podobá súčasnej dominantnej technológii

Ľudia sa snažia pochopiť ľudskú myseľ už po tisícročia. Pripodobňovanie technológiám, existujúcim v ich období, bol jeden zo spôsobov, ktorým si pomáhali. V starovekom Grécku začali tamojší myslitelia prirovnávať mozog a fungovanie tela k hydraulickým systémom. Dovtedajšiu statickú predstavu, že život pochádza z hliny (prachu), nahradil dynamický koncept pripodobňovaný k technologickým novinkám - vodnej pumpe a parnému stroju. Vtedajší lekári tvrdili, že vďaka podobným systémom nachádzajúcim sa ľudskom tele, dochádza k prúdeniu štyroch dôležitých tekutín, zodpovedných za naše fyzické a mentálne prejavy.

V 16. storočí boli vytvorené automaty, resp. mechanické hodiny, poháňané pružinami a ozubenými kolesami. To inšpirovalo vtedajších mysliteľov, ako bol napríklad René Descartes či Thomas Hobbes, k tomu, aby zobrazili mozog ako zložitý mechanický stroj.

V 19. storočí vo „veku pary” psychológ Sigmund Freud pripodobňoval mozog a telo k parnému stroju. Myseľ a telo prirovnával k rúram, valcom, ventilom a piestom, ktoré striedavo vytvárajú a uvoľňujú tlak, čím dochádza k pohybom a z nich vyplývajúcich fyzických a psychických prejavov.

Neurovedci zo začiatku 20. storočia, naopak, pripodobňovali ľudský mozog k telefónu alebo telegrafu. Neuróny zobrazovali ako elektrické drôty alebo telefónne linky, ktorými prechádzajú signály podobne ako Morseov kód.

Nie je preto prekvapujúce, že s príchodom počítačov v 40. rokoch minulého storočia sa udomácnila metafora, že ľudský mozog je podobný počítaču. Už v roku 1951 psychológ George Miller vydal knihu Language and Communication, v ktorej navrhoval, aby mentálny svet človeka mohol byť dôkladne prebádaný pomocou pojmov z informatiky.

Je myseľ softvér a mozog hardvér?

Vedci opisujúci ľudské správanie a prácu mozgu si v súčasnosti často vypomáhajú analógiou s digitálnym počítačom. Podľa nich mozog funguje tak, že informácie vstupujú z okolitého prostredia, tieto sa spracujú pomocou vnútorných algoritmov v mozgu a výsledkom sú výstupné akcie v podobe mentálnych alebo fyzických prejavov. Inými slovami – metafora digitálny počítač = ľudský mozog tvrdí, že mozog je informačný procesor, kde vaša myseľ je „softvér“, ktorý beží na „hardvéri“ mozgu.

Aj keď je tento pohľad pre nás ľudí, obklopených digitálnymi technológiami, ľahko predstaviteľný, je chybný. Mozog nemá žiadny centrálny procesor, žiaden operačný systém, žiaden aplikačný softvér, žiadne programovanie či podprogramy, žiaden kód - tak ako je to u digitálneho počítača.

Architektúra mozgu je odlišná od digitálneho počítača, ktorý má oddelený softvér od hardvéru. Náš mozog je zložitá neurónová sieť a naša myseľ je jej výsledným fyzickým prejavom. Kým softvér môže bežať na ľubovoľnom hardvéri, v prípade ľudského mozgu na hardvéri záleží podstatne viac. Takmer všetky zmeny v mozgovej štruktúre vyvolávajú konkrétne psychické a fyzické prejavy.

Na ľudskú myseľ by sme sa preto nemali pozerať ako na softvér, ale ako na emergentnú vlastnosť fyzického mozgu.

Prirovnávať ľudský mozog k digitálnemu počítaču paradoxne znamená akceptovať, že myseľ je nejakým spôsobom oddelená od mozgu, čo nás vracia späť hlboko do pred-Darwinovského dualistického sveta (duch-telo). Biologická realita je však odlišná a náš mozog je pevnou súčasťou celého tela, v neustálej interakcii s okolitým prostredím, ako aj s ostatnými časťami tela.

Mozog nemá funkcie ani samostatné podprogramy

Digitálny počítač, resp. jeho softvér, sa skladá zo samostatných podprogramov, kde sa každá časť venuje špecifickej oblasti. S nápadom pozerať sa na ľudský mozog ako na kolekciu podprogramov prišiel ako prvý priekopník v oblasti umelej inteligencie - inžinier z MIT Marvin Minsky v knihe Society of Mind.

Môžeme sa však pozerať na mozog ako na sumu nezávislých appiek, t.j máme presne definovanú časť mozgu určenú na reč, sluch, zrak, pamäť či emocionálnu inteligenciu?

Neurovedec David Eagleman takéto prirovnanie odmieta. Podľa neho naša myseľ má len málo spoločného s organizáciou podobnou digitálnemu počítaču. Naše myslenie prirovnáva v knihe Inkognito k neurálnym sieťam, ktoré sa rozprestierajú vo veľkých častiach mozgu, a ktoré využívajú rozmanité, často konkurenčné stratégie.

Jednotlivé motorické, vizuálne či auditívne systémy sú v neustálej interakcii, vzájomne sa ovplyvňujú a dopĺňajú. Keď sa dieťa dotýka predmetov nie je to len preto, aby poznávalo tvary a štruktúru, ale aj preto, aby si zlepšovalo svoje zrakové schopnosti. Keď niečo počujeme, snažíme si to vizuálne predstaviť a naopak. Evolúcia modelovala mozog odlišným spôsobom, než je to v prípade architektúry digitálneho počítača.

Váš počítač potrebuje plán

Hlavnou časťou digitálneho počítača je CPU - centrálny procesor, v ktorom sú nahrané inštrukcie, resp. pravidlá, definované tvorcami.

V zásade existujú dva spôsoby, ako dnešný počítač - alebo ak chcete „umelá inteligencia” - pracuje s informáciami. Expertné systémy (zhora-nadol) ako napríklad Watson alebo Deep Blue obsahujú gigabajty presných postupov, pravidiel, príkazov a inštrukcií v podobe programu, ktoré do neho zapísali inžinieri a vedci.

Odlišný prístup je zvolený v prípade strojového a hlbokého učenia (zdola-nahor), ktorého najväčší úspech bol v tom, že dokázal poraziť svojho ľudského protivníka v hre GO. V tomto prípade jeho tvorcovia predpripravia „surový” algoritmus a ten sa na základe vstupných dát „sám” ďalej vylepšuje.

Každopádne v oboch prípadoch je digitálny počítač závislý na plánoch (algoritmoch, receptoch, scenároch), teda hierarchických štruktúrovaných postupoch.

Podľa tejto počítačovej analógie by aj v ľudskom mozgu mali existovať kľúčové algoritmy, ako to koniec koncov napísal aj Ray Kurzweil vo svojej knihe How to Create a Mind. Podľa neho stačí tieto hlavné algoritmy v ľudskom mozgu nájsť a nakopírovať ich do digitálneho počítača a bude už len otázkou času a výkonu, kedy sa dostaví singularita, teda deň, keď nás počítače dobehnú.

Mozog je emergentný systém

Podľa neurovedca Davida Eaglemana by sme sa mali pozerať na ľudský mozog ako na decentralizovanú sieť neurónov. Neurón je špecializovaná bunka komunikujúca prostredníctvom elektrochemických signálov, a ktorá sa správa podľa platných fyzikálnych a chemických zákonov. Úlohou každého neurónu je plniť svoje lokálne úlohy bez toho, že by poznal celý scenár.

Neexistuje tu žiadny globálny plán, žiadne kľúčové algoritmy, žiaden predpripravený scenár, len neuróny reagujúce na lokálne podmienky. A predsa z tohto chaosu, resp. veľkého množstva ich vzájomných presných interakcií vzniká spontánny samo-organizovaný celok nedostižnej zložitosti a neuveriteľného poriadku.

Tento decentralizovaný samo-organizovaný systém asi najlepšie popísal genetik Richard Dawkins v knihe Najväčšia show pod slnkom: „Podstatou a kľúčovým bodom je, že tu neexistuje nič také ako choreograf alebo vodca celku. Poriadok, organizácia aj štruktúra vznikajú náhodou ako vedľajší produkt pravidiel, ktoré sú dodržiavané lokálne a opakovane”.

Ak je naša myseľ emergentnou vlastnosťou fyzického mozgu, t.j neurálna decentralizovaná aktivita miliárd neurónov, tak našu snahu vybudovať umelú inteligenciu nemôžme zredukovať len na otázku nájdenia tých správnych algoritmov, ktoré vzájomne prepojíme.

Veľmi zjednodušený obraz tohto zložitého problému nám ponúka ekonomický systém, ktorý je typickým príkladom takéhoto decentralizovaného systému. Z každodenných transakcií jednotlivcov vzniká nesmierne komplikovaný globálny ekonomický systém. Napriek tomu, že je oveľa jednoduchší než to, čo sa nám deje každú chvíľu v hlave, nemáme žiadny matematicky algoritmus ani model, ktorý by dokázal namodelovať a popísať tento dynamický zdola organizovaný systém.

Umelá inteligencia založená na digitálnom počítači má svoje limity

Odvetvie umelej inteligencie vytvorí nepochybne množstvo užitočných a skvelých produktov v rôznych oblastiach, ktoré nám uľahčia prácu a vytvoria nové pracovné príležitosti. Aj ten najvýkonnejší a najinteligentnejší digitálny počítač však nikdy nedosiahne schopnosti ľudského mozgu. Každoročné prehlásenia vedcov a inžinierov o pokroku v oblasti umelej inteligencie by sme mali vnímať ako ich snahu dostať sa na Mesiac vybudovaním rebríka. Každý rok budú odborníci z oblasti umelej inteligencie hovoriť s veľkou slávou, že sme o ďalší meter bližšie k cieľu, avšak na dosiahnutie konečného cieľa to bude zúfalo málo.

Emergentné (samo-organizované) technológie

Znamená to snáď, že nedokážeme nikdy v budúcnosti simulovať a budovať umelú inteligenciu? Určite nie. Ak chceme raz v budúcnosti vytvoriť umelú inteligenciu, nezostáva nám nič iné než vytvoriť nové technológie. Tieto nové decentralizované samo-organizované technológie budú inšpirované tými, ktoré počas evolúcie vynašla „matka príroda”, a ktorých príkladom je náš ľudský mozog. Je pravda, že naše vedomosti a schopnosti budovať takéto samo-organizované technológie sú v súčasnosti minimálne, ale nechajme sa prekvapiť. Keď raz v budúcnosti dokážeme takéto emergentné systémy budovať, potom a len potom môžeme začať hovoriť o progrese v oblasti silnej umelej inteligencie.

 

  • Tlačiť
  • 8

Tagy David Eagleman, Evolučná novinka, Mozog, Neuroveda, Nick Bostrom, TED, Umelá inteligencia

František Muránsky

František Muránsky
  • Počet článkov: 27
  • Priemerná čítanosť: 1851
  • Priemerná diskutovanosť: 9
  • RSS blogu

O blogu

Som technologický optimista. Chcem prinášať pozitívne správy o vplyve technológií na nás ľudí. Pracujem v oblasti automatizácie ako projektant riadiacich a bezpečnostných systémov pre jadrové a chemické spoločnosti.

František Muránsky

František Muránsky
  • Počet článkov: 27
  • Priemerná čítanosť: 1851
  • Priemerná diskutovanosť: 9
  • RSS blogu

O blogu

Som technologický optimista. Chcem prinášať pozitívne správy o vplyve technológií na nás ľudí. Pracujem v oblasti automatizácie ako projektant riadiacich a bezpečnostných systémov pre jadrové a chemické spoločnosti.

Kalendár sa načítava...