曼努埃尔·布鲁姆,美国第三科学院院士图灵奖获得者:如何赋予机器意识?

1995年,曼纽尔·布卢姆因其计算复杂性理论及其在密码系统和程序测试中的应用获得图灵奖。在今年的第三届世界智能大会上,曼努埃尔·布卢姆发表了题为“走向有意识的人工智能,神经科学激励下的计算机架构”的演讲,聆听大师们的智慧曼纽尔·布卢姆,1995年,因计算复杂性理论及其在密码系统和程序测试中的应用获得图灵奖美国国家科学院、国家工程学院、美国艺术科学院院士他目前是卡内基梅隆大学计算机科学学院的教授。2019年5月16日,曼努埃尔·布卢姆在第三届世界智能大会上发表了题为“走向有意识人工智能,神经科学激发的计算机架构”的演讲曼努埃尔·布卢姆:走向有意识的人工智能。这是由神经科学家开发的计算机架构。这是一项联合研究,我们也发表了一篇关于这一理论的论文。我们正在谈论的认知神经科学要求我们理解大脑是如何工作的。伯纳德·巴尔斯在1980年提出了这样一个理论。我们理解已开发的项目,即全球空间模型,这可以帮助我们更好地理解什么是意识。还有一个正式的计算机体系结构,它是在这个模型的启发下发展起来的。这个模型是由认知神经科学家提出的。基于该模型,可以开发出更加灵活高效的机器,这也是未来机器发展的趋势。曼努埃尔·布鲁姆(右一)我在这里讨论意识我们为什么要谈论意识?这个结构和意识有什么关系?我们相信意识能使人变得有能力和灵活。同样的基于意识的架构可以赋予计算机和机器人非常强大的能力和灵活性。这里有许多学生。我希望你将来能制造出有意识的电脑。首先,什么是意识?人类意识或人类感知是我们注意到的任何东西。无论你是醒着还是睡着了,当然,如果你睡觉时没有做梦,你就是无意识的。但只要你能看到、听到、感觉到、闻到和尝到,这就是全部意识。你的感觉,你的快乐,你的悲伤,你的恐惧都是意识。我们内心的独白也是意识。我们每天都在心里自言自语。当我们晚上做梦时,我们会梦见各种各样的图像。这些图像看起来栩栩如生,反映了我们大脑的故事。基本上,我们在大脑中感知的也是意识。让我们举几个例子什么是有意识的计算?什么是无意识计算?你去过派对吗?当你看到一个人时,你感到很熟悉,但不知道他的名字。他叫什么名字?无法想起你没在意这件事,算了,想不起来了但是半小时后,你突然想起了他的名字这是你的潜意识或无意识的计算如果我们的生活中没有意识,那会是什么样的状态?是睡眠,没有梦的睡眠一种疾病是人们有意识但看不见东西。病人的视觉功能正常,但他们什么也看不见,这叫做失明。病人能看见东西,但没有意识,所以他感到失明。但是他们真的瞎了吗?把病人放在一个有入口和许多障碍物的房间里。让他们避开这些障碍,到达房间的另一端。他们能做到。这样做后,他们经常会感到惊讶和不相信。

王长喜

图片来自伟大技术的意识,它使我们的生活充满活力。意识从何而来?认知神经科学家伯纳德·巴尔斯指出,意识来自大脑的结构我们在这里谈论的不是神经元,而是基于神经元的更高层次的架构系统设计。神经科学家在1989年提出了一个叫做戏剧意识的理论。这是一个非常聪明的理论,它用戏剧作为类比来描述“什么是意识”意识是演员在舞台上用短期记忆进行的一系列表演。短期记忆,非常非常短的记忆,是你的意识。舞台上的演员们带着这种短暂的记忆在表演,很多很多观众在黑暗中观看。这些观众不一定是有意识的,即长期意识和长期记忆。在这个理论的进一步改进的基础上,让它成为一个正式而严谨的理论。让我们来看看。左边是输入。让我从上面开始高层有一个中央指挥官,就像一个导演。他对如何动员剧院里的这些演员有最终决定权。右边的图像是我们的短期记忆,即短期存储和短期信息清单。基于此,我们进一步讨论输出链接底部是各种长期记忆处理这是一个非常聪明的模型。多年来我一直想找到这样一个模型,但我还没有找到。幸运的是,伯纳德·巴尔斯发明了这个模型,但它不是“一刀切”的蓝图。你不能用这种模型建造一台有意识的机器。作为一名计算机科学家,我和其他联合研究人员也对这一模型的改进作出了一些贡献,即给人工智能和智能图灵机一个正式的定义,并有相应的理论。有意识的图灵机不需要去做那些无法计算、无法完成的任务。只有那些可以被计算的任务能够以更有效的方式完成,我们才能被提供一张创造有意识机器的图纸,我们才能更好地理解意识,我们才能知道机器为什么会变得有意识。现在,这样的机器已经在建造中,至少有一个这样的软件。有两个团队在做这件事,其中一个由华盛顿大学的教授领导,另一个由哈尔滨工业大学的王长喜教授领导。这是意识的结构,灵感来自一个简单的图灵机。还有伯纳德·GWM的模型。将两者结合起来,我们可以给有意识的图灵机一个定义,并定义它已经具有的几个特征。让我们来看看一个正式的、有意识的图灵机。上面有一个钟在计时。每一台有意识的机器,每一步都在计算,周围都有一个环境,包括有意识的个体本身。意识人工智能有七个层次,如输入和输出、短期记忆、长期记忆、向下数和向上数在这里,我将以一种简单的方式向你们展示一张图表,就像伯纳德的图表一样。这是一个有意识的机器架构图,看起来像是巴尔斯提出的模型。短期记忆是黄色的部分,是我们感知的有意识的部分。我们没有最高级别的中央指挥官。我们在机器中取消这个东西,直接输入。从这条直线来看,短期记忆没有直接的输入。在这个模型中,短期记忆没有直接输出。但是我们有外部输入到下面的长期记忆中,它也在运作。长期记忆过程发出信号产生输出长期记忆的处理经历了某种竞争,以决定什么可以进入短期记忆。一旦你进入短期记忆,就把它广播给所有的长期记忆处理器。我们提出的一个观点是,我们发展了这种意识,对事物的短期记忆被广播,广播到所有的长期记忆处理器,让长期记忆知道你意识到了什么这就是比赛比赛必须简单而快速。数十亿的长期记忆相互竞争。比赛后,只有一个长期记忆进入短期记忆,所以它必须非常快。短期记忆很短,是一小块你知道小碎片是什么意思吗?经济学家经常使用这个词,这个小块也就是所谓的数字或一个单词或一个字母,或一个字母表,如英语字母表。我们不知道字母表,我们只知道ABCD,我们可以一直数它,但是这个小方块指的是一个提醒它可以指出你想要什么例如,让我们假设下面的负5,如果它是痛苦的,负7,如果它是快乐的,它是另一个值。这是5比3,所以疼痛分数高于快乐分数,所以疼痛在比赛中脱颖而出并赢得短期记忆。我们可以看到恐惧是负5分,所以他们赢了,在比赛中上传负7分,痛苦的分数是负7分,在比赛中赢了,上传,上传到短期记忆因此,像这样的活动是持续的,并且某些东西总是赢得比赛并进入短期记忆。这个模型中有一个很小的块,它将进入短期记忆。心理学家说短期记忆可以容纳两个小块,但我们在模型中只设置了一个小块。

王长喜

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让我向您展示长期内存处理器的外观。它从外部世界收集输入,然后通过竞争,输入到短期记忆,并形成输出进入外部世界。这是一个有趣的观点。当一个婴儿出生时,没有这种联系。当有意识、有意识的图灵机第一次被创造出来时,它也是无意识的,就像一个新生婴儿。但是随着婴儿的不断成长,也就是说,随着机器的不断成长,这些处理器会一次又一次地竞争,一次又一次地赢得竞争,并进入短期记忆。例如,如果一个长期记忆处理器赢了,他会一遍又一遍地问一个问题。其他处理器将尝试回答这个问题,并产生所需的答案。例如,如果你说甲回答乙的问题,甲和乙形成一个链接。这种联系使得有意识的程序逐渐变成无意识的程序,然后它被中断,基本上不知道它的存在接下来,我将向您展示一个例子来说明它是如何工作的。在这里你可以看到模型,有意识的模型。例如,如果你触摸一个炉子,你的手指被烧伤,这个输入进入长期记忆处理器,并被标记为疼痛。这种疼痛被传送到附近的处理器,并很快产生输出。结果是你很快地把你的手从热炉子上拿开。同时,这种输出也将进入短期记忆。因此,只有当你被烫伤时,你才会感到疼痛。然后广播,其他一些处理器,如水控制处理器,这东西太热,不能喝。什么是有意识的图灵机?它意识到了什么?短期记忆是有意识的,它的小片段可以定位信息对于为什么短期记忆如此短暂和微小,也有一个答案。什么能进入短期记忆?长期内存处理器是如何形成的?什么样的长期记忆处理器能形成意识?有许多许多问题需要回答本文授权转载致仕徐泉的学术圈

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