Русский
!

Conference publications

Abstracts

XVIII conference

Формализованные модели для описания когнитивных процессов

Яхно В.Г.

г.Нижний Новгород, ул. Ульянова, д. 46

1 pp. (accepted)

Необходимость формализованного описания механизмов обработки информации в мозгу животных не вызывает особых сомнений. Более того, сейчас уже имеются разработки, позволяющие осуществить возможность создания компьютерных систем для имитации динамических процессов управления в живых системах. Такие симуляторы позволят выполнять операции восприятия и осознания сенсорных сигналов, а также представлять и накапливать знания не хуже, чем это делают их аналоги в живой природе. Для этой цели используются функциональные модели.

В докладе приведены результаты, связанные с использованием взаимосвязанных наборов базовых нейроноподобных моделей. Эти модели представляют собой универсальные модули для конструирования систем преобразования и распознавания информационных сигналов, в соответствии с заранее определенными целями. Модули разных уровней в системе ориентированы на выполнение присущих именно им основных функциональных операций.

1) Модули 1-го уровня, представленные наборами однородных нейроноподобных систем, описывают режимы быстрого (параллельного) кодирования информационных сигналов (изображений).

2) Модули 2-го уровня, представленные элементарными «адаптивными распознающими системами», описывают процессы формирования наборов «элементарных» операций распознавания. С их помощью реализуются «простейшие» психологические режимы реагирования распознающей системы. Модули 2-го уровня могут строиться из модулей 1-го уровня. Возможность совместного функционирования подсистемы кодирования и дополнительной подсистемы «внутренней имитации» ожидаемого входного сенсорного сигнала (опережающего отражения действительности) и циклические (рекурсивные) процессы позволяют обеспечить выбор наиболее подходящей фильтрующей маски на входное изображение. Этот процесс элементарного «осознания» образа входного информационного сигнала связан с динамическими режимами кодирования – восстановления и поиском оптимальных алгоритмов в распознающей системе для повышения точности ее работы. Бессознательная обработка входного сигнала соответствует случаям отсутствия циклов, когда наиболее оптимальный (точный) режим работы уже найден.

3) Модули 3-го уровня, с архитектурой из иерархии взаимодействующих распознающих систем (модулей типа 2), позволяют описывать «высшие» уровни поведения распознающих систем. На этом уровне настройка на более точное принятие решений соответствует психологическим режимам, в которых для анализа сенсорной информации приходится оперировать с иерархическими наборами образов.

Приведены примеры работы компьютерных систем распознавания, соответствующих модулям 2-го уровня. На примерах биометрических систем видео-наблюдения, и ряда других систем распознавания были реализованы варианты осознанных и бессознательных режимов обработки информации. Введены количественные критерии для оценки уровней «интеллектуальности» таких систем.

Показано, также, что для более точной интерпретации регистрируемых экспериментальных данных о реакциях человека следует использовать модели, описывающие осознанное восприятие как интегративный процесс. Необходимо учитывать взаимодействие, как минимум, четырех базовых информационных подсистем человека. Первая, «когнитивная» подсистема, отвечает за распознавание разного вида потоков «информационных» сигналов. Вторая, «эмоциональная» подсистема, отвечает за формирование интегральных оценок состояния для всей системы в целом. Третья, моторная (мышечная) или «поведенческая» подсистема, отвечает за режимы работы исполнительных механизмов. Четвертая, «вегетативная» подсистема, отвечает за энергетическое обеспечение всех подсистем системы. Базовые модели нейроноподобных систем позволяют сформировать непротиворечивое описание данных психофизических экспериментов. Важно, что некоторые параметры в моделях могут быть определены из данных психофизических и нейрофизиологических экспериментов. Для этого в ИПФ РАН разработан набор компьютерных технологий для измерения характерного времени обработки на разных этапах осознания сенсорного сигнала. Открывается возможность для построения «виртуальных копий» выбранной сенсорной системы человека, воспроизводящей индивидуальные режимы обработки сигнала.

Таким образом, полученные результаты показали, что варианты симуляторов на основе нейроноподобных систем с элементами «осознанного» поведения уже сейчас могут реализовываться в программно-аппаратных комплексах, обладающих возможностями адаптивной настройки и специализации для конкретных нейропсихологических приложений.



© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533