Fluid Concepts and Creative Analogies: Computer Models of the Fundamental Mechanisms of Thought es un libro de 1995 de Douglas Hofstadter y otros miembros del Grupo de Investigación de Fluid Analogies que explora los mecanismos de la inteligencia a través de modelos informáticos . Sostiene que las nociones de analogía y fluidez son fundamentales para explicar cómo la mente humanaresuelve problemas y para crear programas de computadora que muestren un comportamiento inteligente. Analiza varios programas informáticos que miembros del grupo han creado a lo largo de los años para resolver problemas que requieren inteligencia.
Autor | Douglas Hofstadter |
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Publicado | 1995 (Harvester Wheatsheaf) |
Paginas | 250 |
ISBN | 978-0-7450-1065-6 |
OCLC | 24742774 |
Fue el primer libro vendido por Amazon.com . [1]
Origen del libro
El libro es una colección de artículos revisados que aparecieron en precedencia, cada uno precedido por una introducción de Hofstadter. Describen el trabajo científico de él y sus colaboradores en las décadas de 1980 y 1990. El proyecto comenzó a fines de la década de 1970 en la Universidad de Indiana. En 1983 se tomó un año sabático en el MIT, trabajando en el Laboratorio de Inteligencia Artificial de Marvin Minsky . Allí conoció y colaboró con Melanie Mitchell , quien luego se convirtió en su estudiante de doctorado. Posteriormente, Hofstadter se trasladó a la Universidad de Michigan, donde se fundó el FARG (Fluid Analogies Research Group). Finalmente, regresó a la Universidad de Indiana en 1988, donde continuó la investigación de FARG. El libro fue escrito durante un año sabático en el Istituto per la Ricerca Scientifica e Tecnologica en Trento, Italia.
Publicación
Tras la publicación, Jon Udell , editor técnico senior de BYTE, dijo: [2]
Hace quince años, Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid irrumpió en la escena literaria, lo que le valió a su autor un premio Pulitzer y una columna mensual en Scientific American . La exuberante síntesis de matemáticas, música y arte de Douglas Hofstadter, y sus inspirados experimentos mentales con la "jerarquía enredada", la recursividad, el reconocimiento de patrones, la inversión figura / fondo y la autorreferencia, encantaron a los filósofos de sillón y teóricos de la IA. Pero al final, mucha gente creía que estos juegos intelectuales no producían un modelo de cognición útil en el que basar la investigación futura de la IA. Ahora Fluid Concepts and Creative Analogies presenta ese modelo, junto con los programas de computadora que Hofstadter y sus asociados han diseñado para probarlo. Estos programas funcionan en microdominios reducidos pero sorprendentemente ricos.
El 3 de abril de 1995, Fluid Concepts and Creative Analogies se convirtió en el primer libro pedido en línea por un cliente de Amazon.com. [3]
Capítulos y autores
- Buscar de dónde viene una secuencia (DH)
- La arquitectura de Jumbo (DH)
- Numbo: un estudio en cognición y reconocimiento ( Daniel Defays )
- Percepción, representación y analogía de alto nivel: una crítica de la metodología de la inteligencia artificial ( David Chalmers , Robert French y DH)
- El proyecto Copycat: un modelo de fluidez mental y creación de analogías (DH y Melanie Mitchell)
- Perspectivas sobre el imitador: comparaciones con trabajos recientes (Melanie Mitchell y DH)
- Prolegómenos a cualquier futuro Metacat (DH)
- Tabletop, BattleOp, Ob-Platte, Potelbat, Belpatto, Platobet (DH y Robert French)
- La personalidad emergente de la mesa, un modelo de creación de analogías basado en la percepción (DH y Robert French)
- Espíritu de letras: percepción estética y juego creativo en el rico microcosmos del alfabeto romano (DH y Gary McGraw )
Resumen de capítulos
Capítulo 1: Para buscar de dónde viene una secuencia
El primer proyecto de IA de Hofstadter surgió de su fascinación adolescente por las secuencias numéricas . Cuando tenía 17 años, estudió la forma en que se entrelazan los números triangulares y cuadrados , y finalmente encontró una relación recursiva que lo describe. En su primer curso sobre IA, se propuso a los estudiantes y a sí mismo la tarea de escribir un programa que pudiera extrapolar la regla por la cual se genera una secuencia numérica. Discute las técnicas de amplitud primero y profundidad primero , pero finalmente concluye que los resultados representan sistemas expertos que encarnan una gran cantidad de conocimiento técnico, pero no arrojan mucha luz sobre los procesos mentales que los humanos usan para resolver tales acertijos.
En su lugar, ideó una versión simplificada del problema, llamada SeekWhence, donde las secuencias se basan en reglas básicas muy simples que no requieren conocimientos matemáticos avanzados. Argumenta que el reconocimiento de patrones , la analogía y las hipótesis de trabajo fluido son fundamentales para comprender cómo los humanos abordan estos problemas.
Capítulo 2: La arquitectura de Jumbo
Jumbo es un programa para resolver desorden , rompecabezas de palabras que consta de cinco o seis letras revueltas que necesitan ser anagramadas para formar una palabra en inglés. La palabra resultante no tiene por qué ser real, sino plausible, es decir, consiste en una secuencia de letras que es normal en inglés.
Los elementos constitutivos de Jumbo son los siguientes:
- El "chunkabet": una base de datos de trozos, pequeñas secuencias de letras, con un valor numérico que da su fuerza como posibles componentes de una palabra.
- El " citoplasma ": una estructura de datos suelta que contiene asociaciones parciales de letras, modelando una forma de memoria de trabajo . El nombre está inspirado en el lugar de una célula donde los fragmentos moleculares se ensamblan en proteínas.
- El "Coderack": una estructura que contiene "codelets", pequeños programas que esperan ser ejecutados en el citoplasma; el codelet que se ejecuta a continuación se elige de forma no determinista, en función de las urgencias que se les atribuyen; un codelet puede formar nuevas asociaciones, romper las antiguas o generar más codelets.
Una "temperatura" está asociada al estado actual del citoplasma; determina la probabilidad de que se ejecute un codelet destructivo. Hay una temperatura de "congelación" a la que ya no puede ocurrir destrucción: se ha encontrado una solución.
Capítulo 3: Numbo: un estudio sobre cognición y reconocimiento
Numbo es un programa de Daniel Defays que intenta resolver problemas numéricos similares a los utilizados en el juego francés "Le compte est bon" . El juego consiste en combinar unos números llamados "ladrillos", utilizando las operaciones de multiplicación, suma y resta, para obtener un resultado determinado.
El programa se basa en Jumbo y Copycat y utiliza una red permanente de hechos matemáticos conocidos, una memoria de trabajo en forma de citoplasma y un coderack que contiene codelets para producir asociaciones libres de ladrillos con el fin de llegar al resultado.
Capítulo 4: Percepción, representación y analogía de alto nivel
El subtítulo del capítulo Una crítica de la metodología de la inteligencia artificial indica que se trata de un artículo polémico, en el que David Chalmers , Robert French y Hofstadter critican la mayor parte de las investigaciones que se estaban llevando a cabo en ese momento (principios de los 80) por exagerar los resultados y omitir características centrales de la inteligencia humana.
Algunos de estos proyectos de IA, como el motor de mapeo de estructuras (SME), pretendían modelar altas facultades de la mente humana y ser capaces de comprender analogías literarias y redescubrir importantes avances científicos. En la introducción, Hofstadter advierte sobre el efecto Eliza que lleva a las personas a atribuir comprensión a un programa de computadora que solo usa algunas frases comunes. Los autores afirman que los datos de entrada para resultados tan impresionantes ya están muy estructurados en la dirección del descubrimiento previsto y solo se deja a la computadora una simple tarea de emparejamiento.
Su principal afirmación es que es imposible modelar la cognición de alto nivel sin al mismo tiempo modelar la percepción de bajo nivel. Si bien la cognición se basa necesariamente en la percepción, argumentan que a su vez influye en la percepción misma. Por lo tanto, un proyecto de inteligencia artificial sólido debería intentar modelar los dos juntos. En un lema repetido varias veces a lo largo del libro: la cognición es reconocimiento .
Dado que la percepción humana es demasiado compleja para ser modelada por la tecnología disponible, favorecen la restricción de los proyectos de IA a dominios limitados como el utilizado para el proyecto Copycat.
Capítulo 5: El proyecto Copycat
Este capítulo presenta, como se indica en el título completo, Un modelo de fluidez mental y creación de analogías . Es una descripción de la arquitectura del programa Copycat , desarrollado por Hofstadter y Melanie Mitchell . El campo de aplicación del programa es un dominio de secuencias alfabéticas cortas. Un acertijo típico es: si abc se cambiara a abd , ¿cómo cambiaría ijk de la misma manera? . El programa intenta encontrar una respuesta utilizando una estrategia supuestamente similar a la forma en que la mente humana aborda la pregunta.
Copycat tiene tres componentes principales:
- El Slipnet , un modelo de memoria a largo plazo en seres humanos. Contiene conceptos de varios grados de abstracción, desde los tipos de letras hasta la noción de opuesto . Los conceptos están conectados con enlaces que indican su similitud. La activación de un nodo puede provocar la activación de un vecino con una probabilidad proporcional a la inversa de la longitud de su enlace. Las longitudes de estos enlaces no son estáticas; tienen un valor al principio pero pueden cambiar elásticamente durante el cálculo de acuerdo con los resultados parciales logrados.
- El espacio de trabajo , un modelo de memoria a corto plazo. Aquí se construyen y desmontan estructuras parciales. Los resultados temporales pueden provocar la activación de conceptos en el slipnet. Una temperatura mide la satisfacción del programa con la estructura obtenida en cada momento. La temperatura alta significa insatisfacción y lleva a la adopción de una estrategia diferente. La baja temperatura significa satisfacción y la continuación de la estrategia actual.
- El Coderack , una colección de codelets , que son pequeños fragmentos de código, que esperan ser seleccionados y ejecutados en el espacio de trabajo. Cada uno tiene un peso asociado que determina su probabilidad de ser seleccionado para su ejecución.
El software resultante muestra propiedades emergentes. Funciona de acuerdo con un escaneo en terrazas paralelo que ejecuta varios procesos posibles al mismo tiempo. Esto demuestra la fluidez mental en que los conceptos pueden deslizarse en otros similares. Emula el comportamiento humano al tender a encontrar las soluciones más obvias la mayor parte del tiempo, pero queda más satisfecho (como lo demuestra la baja temperatura) con respuestas más inteligentes y profundas que encuentra con menos frecuencia.
Capítulo 6: Perspectivas sobre Copycat
Este capítulo compara Copycat con otros trabajos recientes (en ese momento) en inteligencia artificial . Específicamente, lo compara con los resultados declarados del motor de mapeo de estructuras SME y el motor de mapeo de restricciones analógicas (ACME). El juicio de los autores es que esos programas adolecen de dos defectos: los desarrolladores preestructuran su entrada para resaltar las analogías que se supone que debe encontrar el software; y la arquitectura general de los programas es serial y determinista en lugar de paralela y estocástica como la de Copycat, que consideran psicológicamente más plausible.
Se critica severamente la afirmación de que estas herramientas pueden resolver problemas de la "vida real". De hecho, solo los términos usados en el ejemplo sugieren que la entrada a los programas proviene de una situación concreta. Las estructuras lógicas en realidad no implican ningún significado para el término.
Finalmente, se da una valoración más positiva a otros dos proyectos: el modelo PAN de Indurkhya y el sistema AMBR de Kokinov.
Capítulo 7: Prolegómenos a cualquier futuro Metacat
Este capítulo analiza aquellos aspectos de la creatividad humana que aún no han sido modelados por Copycat y establece un plan de investigación para una futura extensión del software. El principal elemento que falta es la capacidad de la mente para observarse a sí misma y reflexionar sobre su propio proceso de pensamiento. También es importante la capacidad de aprender y recordar los resultados de la actividad mental.
La creatividad desplegada para encontrar analogías debería ser aplicable a niveles cada vez más altos: hacer analogías entre analogías (expresión inspirada en el título de un libro de Stanislaw Ulam ), analogías entre estas analogías de segundo orden, etc.
Capítulo 8: Tablero, BattleOp, Ob-Platte, Potelbat, Belpatto, Platobet
A otro de los estudiantes de Hofstadter, Robert French, se le asignó la tarea de aplicar la arquitectura de Copycat a un dominio diferente, consistente en analogías entre objetos que yacían sobre una mesa en una cafetería. El programa resultante se denominó Tabletop.
Los autores presentan un dominio diferente y más vasto para justificar la relevancia de atacar un proyecto de apariencia tan trivial. El dominio alternativo se llama Ob-Platte y consiste en descubrir analogías entre ubicaciones geográficas en diferentes regiones o países.
Una vez más, se ofrecen argumentos en contra de un enfoque de fuerza bruta, que funcionaría en el dominio Tabletop pequeño pero sería inviable en el dominio Ob-Platte más grande. En cambio, se utiliza una arquitectura paralela no determinista, similar a la adoptada por el proyecto Copycat.
Capítulo 9: La personalidad emergente de la mesa, un modelo de creación de analogías basado en la percepción
En la premisa del capítulo, titulado El nudoso problema de evaluar la investigación , Hofstadter considera la cuestión de cómo se debe evaluar la investigación en IA. Él argumenta en contra de una estricta adherencia a una coincidencia entre los resultados de un programa de IA con la respuesta promedio de sujetos de prueba humanos. Da dos razones para su rechazo: se supone que el programa de inteligencia artificial emula la creatividad, mientras que un promedio de respuestas humanas eliminará cualquier idea original de cualquiera de los sujetos individuales; y la arquitectura del programa debería ser más importante que su mera descripción funcional.
En el artículo principal, se describe la arquitectura de Tabletop: está fuertemente inspirada en la de Copycat y consta de un Slipnet, un Workspace y un Corerack.
Capítulo 10: Espíritu de la letra
Este último capítulo trata sobre un proyecto más ambicioso que Hofstadter inició con el estudiante Gary McGraw. El microdominio utilizado es el de las tipografías grid: alfabetos tipográficos construidos mediante un sistema rígido de pequeños componentes rígidos. El objetivo es construir un programa que, con solo unas pocas o solo una letra de la fuente de la cuadrícula, pueda generar todo el alfabeto con el mismo estilo . La dificultad radica en la ambigüedad y la indefinición del estilo . El programa proyectado tendría una estructura muy similar a la de Jumble, Numble, Copycat y Tabletop.
Epílogo
En la parte final del libro, Hofstadter analiza algunos proyectos de IA con ojo crítico. Encuentra que la inteligencia artificial de hoy está perdiendo la esencia de la creatividad humana y está haciendo afirmaciones exageradas. Los proyectos bajo escrutinio son los siguientes.
AARON , un artista informático que puede dibujar imágenes de personas en entornos al aire libre con un estilo distintivo que recuerda al de un artista humano; Crítica: el programa no comprende los objetos que dibuja, solo usa algunos algoritmos gráficos con algo de aleatoriedad para generar diferentes escenas en cada ejecución y darle al estilo una sensación más natural.
Racter , un autor de computadoras que escribió un libro titulado The Policeman's Beard Is Half Constructed . Aunque parte de la prosa generada por el programa es bastante impresionante, debido en parte al efecto Eliza , la computadora no tiene ninguna noción de trama o del significado de las palabras que usa. Además, el libro está compuesto por textos seleccionados de miles producidos por computadora durante varios años.
AM , matemático informático que genera nuevos conceptos matemáticos. Logró producir por sí mismo la noción de número primo y la conjetura de Goldbach . Al igual que con Racter, la pregunta es cuánto filtró el programador la salida del programa, manteniendo solo la salida interesante ocasional. Además, al ser las matemáticas un dominio muy especializado, es dudoso que las técnicas utilizadas puedan abstraerse a la cognición general.
Otro programa matemático, llamado Geometría, fue celebrado por hacer un descubrimiento perspicaz de una prueba original de que un triángulo isósceles tiene ángulos de base iguales. La prueba se basa en ver el triángulo de dos formas diferentes. Sin embargo, el programa genera todas las formas posibles de ver el triángulo, sin saber siquiera que es el mismo triángulo.
Hofstadter concluye con algunas observaciones metodológicas sobre la prueba de Turing . En su opinión, sigue siendo una buena definición y sostiene que al interactuar con un programa, un humano puede ser capaz de tener una idea no solo de su comportamiento sino también de su estructura. Sin embargo, critica el uso que se hace de él en la actualidad: fomenta el desarrollo de interfaces de lenguaje natural de fantasía [ término de pavo real ] en lugar de la investigación de facultades cognitivas profundas.
Ediciones
- Hofstadter, Douglas R. (2008) [1995], Conceptos fluidos y analogías creativas: Modelos informáticos de los mecanismos fundamentales del pensamiento , Libros básicos, ISBN 978-0786723317
Referencias
- ^ https://www.theatlantic.com/technology/archive/2012/10/here-is-the-first-book-ever-ordered-on-amazon/264344/
- ^ Udell, Jon (marzo de 1995). "Un modelo para la investigación futura de la IA" . BYTE . Archivado desde el original el 9 de mayo de 2008 . Consultado el 22 de abril de 2015 .
- ^ http://www.marketwatch.com/story/meet-amazons-first-ever-customer-2015-04-22