一旦哲学家和神学家的典范,就可以通过许多条纹的科学家积极追求,了解意识。我们从理论计算机科学(TCS)的角度来看意识,是有关的数学分支,了解了解计算和复杂性的潜在原则,包括资源限制的影响和令人惊讶的后果。本着Alan Turing的简单且强大的计算机的精神,图灵机(TM)和计算复杂性理论的看法,我们正规化了由认知神经科学家BAARS的全球工作空间理论(GWT)的修改版本中的修改版本由他进一步开发,斯坦尼斯拉斯德耶,杰恩 - 皮埃尔长款和其他人。我们不是在寻找大脑的复杂模型,也没有认知,而是一种简单的计算模型(承认复杂的概念)意识。我们通过定义有意识的图灵机(CTM)来这样做,也称为有意识的AI,然后我们在CTM中定义了意识和相关概念。虽然这些只是数学(TCS)定义,但我们建议为什么CTM具有意识的感觉。 TCS透视提供了一个简单的正式框架,可以采用计算复杂性理论和机器学习的工具,以帮助我们了解意识和相关概念。以前我们对CTM的痛苦和乐趣的感觉探讨了高水平的解释。在这里,我们考虑有三个与视力有关的例子(盲景,孤片失明,改变失明),然后讨论梦想,自由意志和改变意识状态。
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我们为大脑和行为提供了一般的理论框架,这些框架是进化的和计算方式。我们抽象模型中的大脑是一个节点和边缘网络。虽然它与标准神经网络模型有一些相似之处,但随着我们所示,存在一些显着差异。我们网络中的节点和边缘都具有权重和激活级别。它们充当使用一组相对简单的规则来确定激活级别和权重的概率传感器,以通过输入,生成输出,并相互影响。我们表明这些简单的规则能够实现允许网络代表越来越复杂的知识的学习过程,并同时充当促进规划,决策和行为执行的计算设备。通过指定网络的先天(遗传)组件,我们展示了进化如何以初始的自适应规则和目标赋予网络,然后通过学习来丰富。我们展示了网络的开发结构(这决定了大脑可以做些什么以及如何良好)受影响数据输入分布的机制和确定学习参数的机制之间的共同进化协调的批判性影响(在程序中使用按节点和边缘运行)。最后,我们考虑了模型如何占了学习领域的各种调查结果,如何解决思想和行为的一些挑战性问题,例如与设定目标和自我控制相关的问题,以及它如何帮助理解一些认知障碍。
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这篇理论文章研究了如何在计算机中构建类似人类的工作记忆和思维过程。应该有两个工作记忆存储,一个类似于关联皮层中的持续点火,另一个类似于大脑皮层中的突触增强。这些商店必须通过环境刺激或内部处理产生的新表示不断更新。它们应该连续更新,并以一种迭代的方式进行更新,这意味着在下一个状态下,应始终保留一组共同工作中的某些项目。因此,工作记忆中的一组概念将随着时间的推移逐渐发展。这使每个状态都是对先前状态的修订版,并导致连续的状态与它们所包含的一系列表示形式重叠和融合。随着添加新表示形式并减去旧表示形式,在这些更改过程中,有些保持活跃几秒钟。这种持续活动,类似于人工复发性神经网络中使用的活动,用于在整个全球工作区中传播激活能量,以搜索下一个关联更新。结果是能够朝着解决方案或目标前进的联想连接的中间状态链。迭代更新在这里概念化为信息处理策略,一种思想流的计算和神经生理决定因素以及用于设计和编程人工智能的算法。
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Recent progress in artificial intelligence (AI) has renewed interest in building systems that learn and think like people. Many advances have come from using deep neural networks trained end-to-end in tasks such as object recognition, video games, and board games, achieving performance that equals or even beats humans in some respects. Despite their biological inspiration and performance achievements, these systems differ from human intelligence in crucial ways. We review progress in cognitive science suggesting that truly human-like learning and thinking machines will have to reach beyond current engineering trends in both what they learn, and how they learn it. Specifically, we argue that these machines should (a) build causal models of the world that support explanation and understanding, rather than merely solving pattern recognition problems; (b) ground learning in intuitive theories of physics and psychology, to support and enrich the knowledge that is learned; and (c) harness compositionality and learning-to-learn to rapidly acquire and generalize knowledge to new tasks and situations. We suggest concrete challenges and promising routes towards these goals that can combine the strengths of recent neural network advances with more structured cognitive models.
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在流行媒体中,人造代理商的意识出现与同时实现人类或超人水平智力的那些相同的代理之间通常存在联系。在这项工作中,我们探讨了意识和智力之间这种看似直观的联系的有效性和潜在应用。我们通过研究与三种当代意识功能理论相关的认知能力:全球工作空间理论(GWT),信息生成理论(IGT)和注意力模式理论(AST)。我们发现,这三种理论都将有意识的功能专门与人类领域将军智力的某些方面联系起来。有了这个见解,我们转向人工智能领域(AI),发现尽管远未证明一般智能,但许多最先进的深度学习方法已经开始纳入三个功能的关键方面理论。确定了这一趋势后,我们以人类心理时间旅行的激励例子来提出方式,其中三种理论中每种理论的见解都可以合并为一个单一的统一和可实施的模型。鉴于三种功能理论中的每一种都可以通过认知能力来实现这一可能,因此,具有精神时间旅行的人造代理不仅具有比当前方法更大的一般智力,而且还与我们当前对意识功能作用的理解更加一致在人类中,这使其成为AI研究的有希望的近期目标。
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There has been a recent resurgence in the area of explainable artificial intelligence as researchers and practitioners seek to make their algorithms more understandable. Much of this research is focused on explicitly explaining decisions or actions to a human observer, and it should not be controversial to say that looking at how humans explain to each other can serve as a useful starting point for explanation in artificial intelligence. However, it is fair to say that most work in explainable artificial intelligence uses only the researchers' intuition of what constitutes a 'good' explanation. There exists vast and valuable bodies of research in philosophy, psychology, and cognitive science of how people define, generate, select, evaluate, and present explanations, which argues that people employ certain cognitive biases and social expectations towards the explanation process. This paper argues that the field of explainable artificial intelligence should build on this existing research, and reviews relevant papers from philosophy, cognitive psychology/science, and social psychology, which study these topics. It draws out some important findings, and discusses ways that these can be infused with work on explainable artificial intelligence.
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在过去的几年中,计算机视觉的显着进步总的来说是归因于深度学习,这是由于大量标记数据的可用性所推动的,并与GPU范式的爆炸性增长配对。在订阅这一观点的同时,本书批评了该领域中所谓的科学进步,并在基于信息的自然法则的框架内提出了对愿景的调查。具体而言,目前的作品提出了有关视觉的基本问题,这些问题尚未被理解,引导读者走上了一个由新颖挑战引起的与机器学习基础共鸣的旅程。中心论点是,要深入了解视觉计算过程,有必要超越通用机器学习算法的应用,而要专注于考虑到视觉信号的时空性质的适当学习理论。
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一个令人着迷的假设是,人类和动物的智力可以通过一些原则(而不是启发式方法的百科全书清单)来解释。如果这个假设是正确的,我们可以更容易地理解自己的智能并建造智能机器。就像物理学一样,原理本身不足以预测大脑等复杂系统的行为,并且可能需要大量计算来模拟人类式的智力。这一假设将表明,研究人类和动物所剥削的归纳偏见可以帮助阐明这些原则,并为AI研究和神经科学理论提供灵感。深度学习已经利用了几种关键的归纳偏见,这项工作考虑了更大的清单,重点是关注高级和顺序有意识的处理的工作。阐明这些特定原则的目的是,它们有可能帮助我们建立从人类的能力中受益于灵活分布和系统概括的能力的AI系统,目前,这是一个领域艺术机器学习和人类智力。
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Curiosity for machine agents has been a focus of lively research activity. The study of human and animal curiosity, particularly specific curiosity, has unearthed several properties that would offer important benefits for machine learners, but that have not yet been well-explored in machine intelligence. In this work, we conduct a comprehensive, multidisciplinary survey of the field of animal and machine curiosity. As a principal contribution of this work, we use this survey as a foundation to introduce and define what we consider to be five of the most important properties of specific curiosity: 1) directedness towards inostensible referents, 2) cessation when satisfied, 3) voluntary exposure, 4) transience, and 5) coherent long-term learning. As a second main contribution of this work, we show how these properties may be implemented together in a proof-of-concept reinforcement learning agent: we demonstrate how the properties manifest in the behaviour of this agent in a simple non-episodic grid-world environment that includes curiosity-inducing locations and induced targets of curiosity. As we would hope, our example of a computational specific curiosity agent exhibits short-term directed behaviour while updating long-term preferences to adaptively seek out curiosity-inducing situations. This work, therefore, presents a landmark synthesis and translation of specific curiosity to the domain of machine learning and reinforcement learning and provides a novel view into how specific curiosity operates and in the future might be integrated into the behaviour of goal-seeking, decision-making computational agents in complex environments.
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讨论了与科学,工程,建筑和人为因素相关的月球表面上的运输设施问题。未来十年制造的后勤决策可能对财务成功至关重要。除了概述一些问题及其与数学和计算的关系外,本文还为决策者,科学家和工程师提供了有用的资源。
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预测性编码提供了对皮质功能的潜在统一说明 - 假设大脑的核心功能是最小化有关世界生成模型的预测错误。该理论与贝叶斯大脑框架密切相关,在过去的二十年中,在理论和认知神经科学领域都产生了重大影响。基于经验测试的预测编码的改进和扩展的理论和数学模型,以及评估其在大脑中实施的潜在生物学合理性以及该理论所做的具体神经生理学和心理学预测。尽管存在这种持久的知名度,但仍未对预测编码理论,尤其是该领域的最新发展进行全面回顾。在这里,我们提供了核心数学结构和预测编码的逻辑的全面综述,从而补充了文献中最新的教程。我们还回顾了该框架中的各种经典和最新工作,从可以实施预测性编码的神经生物学现实的微电路到预测性编码和广泛使用的错误算法的重新传播之间的紧密关系,以及对近距离的调查。预测性编码和现代机器学习技术之间的关系。
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最近围绕语言处理模型的复杂性的最新炒作使人们对机器获得了类似人类自然语言的指挥的乐观情绪。人工智能中自然语言理解的领域声称在这一领域取得了长足的进步,但是,在这方面和其他学科中使用“理解”的概念性清晰,使我们很难辨别我们实际上有多近的距离。目前的方法和剩余挑战的全面,跨学科的概述尚待进行。除了语言知识之外,这还需要考虑我们特定于物种的能力,以对,记忆,标签和传达我们(足够相似的)体现和位置经验。此外,测量实际约束需要严格分析当前模型的技术能力,以及对理论可能性和局限性的更深入的哲学反思。在本文中,我将所有这些观点(哲学,认知语言和技术)团结在一起,以揭开达到真实(人类般的)语言理解所涉及的挑战。通过解开当前方法固有的理论假设,我希望说明我们距离实现这一目标的实际程度,如果确实是目标。
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Alphazero,Leela Chess Zero和Stockfish Nnue革新了计算机国际象棋。本书对此类引擎的技术内部工作进行了完整的介绍。该书分为四个主要章节 - 不包括第1章(简介)和第6章(结论):第2章引入神经网络,涵盖了所有用于构建深层网络的基本构建块,例如Alphazero使用的网络。内容包括感知器,后传播和梯度下降,分类,回归,多层感知器,矢量化技术,卷积网络,挤压网络,挤压和激发网络,完全连接的网络,批处理归一化和横向归一化和跨性线性单位,残留层,剩余层,过度效果和底漆。第3章介绍了用于国际象棋发动机以及Alphazero使用的经典搜索技术。内容包括minimax,alpha-beta搜索和蒙特卡洛树搜索。第4章展示了现代国际象棋发动机的设计。除了开创性的Alphago,Alphago Zero和Alphazero我们涵盖Leela Chess Zero,Fat Fritz,Fat Fritz 2以及有效更新的神经网络(NNUE)以及MAIA。第5章是关于实施微型α。 Shexapawn是国际象棋的简约版本,被用作为此的示例。 Minimax搜索可以解决六ap峰,并产生了监督学习的培训位置。然后,作为比较,实施了类似Alphazero的训练回路,其中通过自我游戏进行训练与强化学习结合在一起。最后,比较了类似α的培训和监督培训。
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Many theories, based on neuroscientific and psychological empirical evidence and on computational concepts, have been elaborated to explain the emergence of consciousness in the central nervous system. These theories propose key fundamental mechanisms to explain consciousness, but they only partially connect such mechanisms to the possible functional and adaptive role of consciousness. Recently, some cognitive and neuroscientific models try to solve this gap by linking consciousness to various aspects of goal-directed behaviour, the pivotal cognitive process that allows mammals to flexibly act in challenging environments. Here we propose the Representation Internal-Manipulation (RIM) theory of consciousness, a theory that links the main elements of consciousness theories to components and functions of goal-directed behaviour, ascribing a central role for consciousness to the goal-directed manipulation of internal representations. This manipulation relies on four specific computational operations to perform the flexible internal adaptation of all key elements of goal-directed computation, from the representations of objects to those of goals, actions, and plans. Finally, we propose the concept of `manipulation agency' relating the sense of agency to the internal manipulation of representations. This allows us to propose that the subjective experience of consciousness is associated to the human capacity to generate and control a simulated internal reality that is vividly perceived and felt through the same perceptual and emotional mechanisms used to tackle the external world.
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从理论计算机科学(TCS)的角度来看,我们考虑了自由意志的矛盾概念。
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在AI研究中,到目前为止,尽管这一方面在智能系统的功能中突出特征,但对功能和负担的表征和代表的表征和代表的关注一直是零星和稀疏的。迄今为止,零星和稀疏的稀疏努力是对功能和负担的表征和理解,也没有一般框架可以统一与功能概念的表示和应用有关的所有不同使用域和情况。本文开发了这样的一般框架,一种方法强调了一个事实,即所涉及的表示必须是明确的认知和概念性的,它们还必须包含有关涉及的事件和过程的因果特征,并采用了概念上的结构,这些概念结构是扎根的为了达到最大的通用性,他们所指的指南。描述了基本的一般框架,以及一组有关功能表示的基本指南原则。为了正确,充分地表征和表示功能,需要一种描述性表示语言。该语言是定义和开发的,并描述了其使用的许多示例。一般框架是基于一般语言含义表示代表框架的概念依赖性的扩展而开发的。为了支持功能的一般表征和表示,基本的概念依赖框架通过称为结构锚和概念依赖性阐述的代表性设备以及一组地面概念的定义来增强。这些新颖的代表性构建体得到了定义,开发和描述。处理功能的一般框架将代表实现人工智能的重大步骤。
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大型语言模型(LLMS)具有变革性。它们是预先训练的基础模型,可以通过微调来适应许多不同的自然语言任务,以前每个任务都需要单独的网络模型。这是接近人类语言的非凡多功能性的一步。 GPT-3和最近的LAMDA可以与人类进行对话,并在最少的启动之后与许多例子进行许多主题。但是,关于这些LLM是否了解他们在说什么或表现出智力迹象的反应。在与LLM的三次访谈中得出截然不同的结论中,这种较高的差异显示出来。发现了一种新的可能性,可以解释这种分歧。实际上,LLM中似乎是智慧的是反映面试官智力的镜子,这是一个显着的转折,可以被视为反向图灵测试。如果是这样,那么通过研究访谈,我们可能会更多地了解面试官的智力和信念,而不是LLM的智能。
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本文展示了单个机制如何通过直接从代理的原始传感器流流层构建层。这种机制,一般值函数(GVF)或“预测”,捕获高级,抽象知识,作为一组关于现有特征和知识的一组预测,其专门基于代理的低级感官和动作。因此,预测提供了将原始传感器数据组织成有用的抽象的表示 - 通过无限数量的层 - AI和认知科学的长寻求目标。本文的核心是一个详细的思想实验,提供了一个具体,逐步的正式说明,逐步的人工代理商如何从其原始的传感器体验中构建真实,有用的抽象知识。知识表示为关于代理人的观察到其行为后果的一组分层预测(预测)。该图示出了十二个独立的图层:最低的原始像素,触摸和力传感器以及少量动作;较高层次增加抽象,最终导致了对代理商世界的丰富知识,对应于门口,墙壁,房间和平面图。然后,我认为这种一般机制可以允许表示广泛的日常人类知识。
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This volume contains revised versions of the papers selected for the third volume of the Online Handbook of Argumentation for AI (OHAAI). Previously, formal theories of argument and argument interaction have been proposed and studied, and this has led to the more recent study of computational models of argument. Argumentation, as a field within artificial intelligence (AI), is highly relevant for researchers interested in symbolic representations of knowledge and defeasible reasoning. The purpose of this handbook is to provide an open access and curated anthology for the argumentation research community. OHAAI is designed to serve as a research hub to keep track of the latest and upcoming PhD-driven research on the theory and application of argumentation in all areas related to AI.
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通过使用其他域的知识来推理一个域的人类能力已经研究了50多年,但正式声音和预测认知过程的模型是稀疏的。我们提出了一种正式的声音方法,通过调整逻辑推理机制来模拟关联推理。特别地,表明,在单一推理系统中,具有大的结合知识的组合,对高效和强大的关联技术的要求。这种方法也用于建模思维徘徊和远程关联测试(RAT)以进行测试。在一般性讨论中,我们展示了该模型对具有意识的广泛认知现象的影响。
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