Komputerze – myśl!

Tomasz Rożek

GN 49/2013 |

publikacja 05.12.2013 00:15

Myślące komputery to nie science fiction. One już dzisiaj funkcjonują w wielu dziedzinach życia. Uczą się, kojarzą fakty i wyciągają wnioski. Działają jednak inaczej niż ludzkie mózgi.

Komputerze – myśl! canstockphoto

Czy komputery są inteligentne? Odpowiedź na to pytanie zależy od tego, jak zdefiniować inteligencję. Jeżeli uznać, że oznaką inteligencji jest rozwiązywanie stawianych problemów – to tak, maszyny mogą być inteligentne. Ta definicja inteligencji ma jednak pewną wadę. Bo jej konsekwencją jest stwierdzenie, że ludzie i maszyny w zasadzie niczym się nie różnią, gdyż radzą sobie z rozwiązywaniem stawianych przed nimi problemów. Tymczasem to, że jednak różnimy się od programów komputerowych, widać na pierwszy rzut oka.

Grunt to motywacja

Inteligencję można także zdefiniować przez zachowanie, czyli czysto behawioralnie. Ale wtedy okazuje się, że mózg nie jest inteligentny, bo on tylko przetwarza informacje. A zachowanie to kwestia całego ciała. Zdefiniowanie inteligencji nie jest więc wcale takie proste. Człowiek potrafi przyswajać informacje, analizować je i robić z nich użytek, a także wyciągać z nich wnioski natury ogólnej, czy – przeciwnie – dostrzegać elementy, które są dla nich wspólne. Zgoda? No tak, ale wszystko to, co powyżej napisałem, potrafią dzisiaj robić także komputery. Różnica nie jest więc w funkcjach czy umiejętnościach, bo te okazują się w przypadku mózgu i maszyn zaskakująco podobne. Różnica jest w motywacji. Dla komputera motywacją jest program. W nim może być zapisane np. uczenie się hiszpańskiego czy wyciąganie wniosków z obserwacji pogody. I to komputer zrobi, ale tak napisany program nie spowoduje, że komputer zechce się nauczyć innego języka albo zacznie wnioskować w innej dziedzinie niż meteorologia. Z człowiekiem jest inaczej. Nasz „program” jest tak napisany, że chcemy wiedzieć. To tak jakby napisać program, który chce nauczyć się wszystkiego, chce poznać wszystko i chce zrozumieć wszystko. Oczywiście w ciągu całego życia nie mamy możliwości ani ochoty na wykonanie tego całego „programu”. Wybieramy sobie to, co nas z niego interesuje. Niektórych języki, innych meteorologia, a jeszcze innych łowienie ryb, robienie origami czy naprawianie samochodów. Człowiek czuje się spełniony wtedy, gdy podąża za tym co, go interesuje, co jest jego pasją. Komputer – o ile w ogóle można mówić o spełnieniu czy szczęściu maszyny – musi do końca zrealizować zapisany w programie plan. Czy możliwe jest wybudowanie komputera (programu), który zacznie działać tak jak ludzki mózg? To niewykonalne ani dzisiaj, ani w przewidywalnej przyszłości. Potrafimy odtworzyć działanie poszczególnych części mózgu, potrafimy odtworzyć działanie niewielkiej grupy komórek nerwowych, ale wraz ze wzrostem skali wszystko zaczyna szwankować. W skrócie – nie radzimy sobie z całością. To dość dziwna sytuacja, bo zwykle jest tak, że rozgryzienie jakiegoś problemu w małej skali, pozwala go rozwiązać także w skali większej. Albo inaczej – skoro programy komputerowe potrafią zachowywać się tak jak niewielkie grupy komórek nerwowych, wystarczy napisać większy program, który będzie symulował cały mózg. Otóż nie. To tak nie działa.

Dlaczego akurat teraz?

Nauka, która – w skrócie – zajmuje się zrozumieniem i próbą skopiowania ludzkiego mózgu, to kognitywistyka. Coś, co łączy neurobiologię, filozofię, psychologię, ale także cybernetykę i informatykę. „Dzisiaj potrafimy prześledzić, w jaki sposób wrażenia zmysłowe, percepcja otoczenia, percepcja wnętrza swojego ciała i narządów wewnętrznych wpływa na nasze zachowanie, działania, umysł. Do wszystkich tych elementów jesteśmy w stanie przypisać konkretne struktury anatomiczne wewnątrz mózgu. Potrafimy stworzyć matematyczne modele, które te funkcje opisują” – opowiadał w książce „Nauka. Po prostu. Wywiady z wybitnymi” prof. Ryszard Tadeusiewicz, biocybernetyk z krakowskiej AGH. I kontynuował: „W mózgu, dostarczone z zewnątrz informacje są przetwarzane, gromadzone i analizowane. To tam powstają pamięć, skojarzenia, pojęcia. Tam następuje proces uczenia się, formujący naszą wiedzę i kształtujący mądrość. Potrafimy to opisać w zasadzie na wszystkich płaszczyznach – anatomicznej, biochemicznej, fizjologicznej i elektrycznej. Te procesy biologiczne całkiem sprawnie potrafimy już modelować i stosować w systemach technicznych. Ostatnią rzeczą jest zachowanie, czyli wyjście tego systemu. Człowiek się jakoś zachowuje, coś mówi, jakoś się porusza i reaguje na pewne rzeczy. Do czegoś dąży, od czegoś ucieka, czegoś unika, czegoś pragnie. Tutaj jest tylko częściowy sukces przy próbach technicznego naśladownictwa. Wiadomo dokładnie, które miejsca kory mózgowej odpowiedzialne są za ruch każdej części ciała. Z przodu tak zwanej bruzdy Rolanda znajduje się element, który się nazywa gyrus precentralis.

Tam każdy element naszego ciała ma osobną prezentację, można by powiedzieć, że miejsce za siebie odpowiedzialne. Zanim zastukam palcem w blat, w gyrus precentralis aktywują się odpowiednie neurony. Ale my nie wiemy, dlaczego w konkretnym momencie aktywują się te właśnie neurony, a nie inne” – mówił prof. Tadeusiewicz.

Sieci z „neuronów”

Kłopot, o którym wspomina profesor, wcale nie jest mały.Bo on dotyka właśnie motywacji. Wiemy, jak to się dzieje (i potrafimy w ograniczonym zakresie ten proces skopiować), że mózg odczytuje sygnały z otoczenia oraz jak je przetwarza. Nie mamy jednak pojęcia, dlaczego podejmuje takie, a nie inne decyzje, dlaczego w tym momencie, a nie innym. Wiemy, gdzie w mózgu powstaje sygnał jakiejś reakcji, ale nie wiemy, dlaczego ta reakcja w ogóle następuje. A to przecież najważniejsza bodaj kwestia w całej tej opowieści. Sprawę dodatkowo komplikuje kwestia świadomości, bo okazuje się, że „w pewnych okolicznościach neurony aktywizują się wcześniej, niż powstanie świadomy zamysł wykonania jakiegoś działania. Podejmujemy w naszej świadomości decyzję, że coś zrobimy, natomiast nasz biologiczny mózg już wcześniej wie, że my to zrobimy. Znam badania, które pokazały, że biologiczna aktywność w tych rejonach kory mózgowej, które są odpowiedzialne za pewną wybraną czynność, pojawia się o parę milisekund wcześniej niż świadomość chęci wykonania tej czynności” – to znowu słowa prof. Tadeusiewicza. Bez zrozumienia tego fenomenu, nigdy nie uda się zbudować maszyny, czy stworzyć programu, który będzie naśladował ludzki mózg. Informatycy próbują mózg odtwarzać kawałkami. Budują sieci neuronowe, które w ograniczonym zakresie próbują naśladować niektóre funkcje mózgu. Sieć neuronowa to w pewnym sensie zbiór kopii sztucznych neuronów. Skoro mózg to miliardy komórek nerwowych, to sztuczny mózg (informatycy nie lubią tak określać sieci neuronowych) powinien być zbiorem sztucznych komórek nerwowych. W ten sposób powstaje coś, co jest wzorowane na mózgu, a jednocześnie proste, bo to daje gwarancję skutecznego stosowania w technice. Sieci neuronowe to niekoniecznie urządzenia, raczej programy komputerowe. „Zamiast budować »neurokomputer«, wygodniej jest wziąć zwykły komputer i włożyć do niego odpowiedni program symulacyjny, a wtedy ten komputer zaczyna działać jak sieć neuronowa” – opowiadał prof. Tadeusiewicz. W skrócie taki komputer różni się od zwykłego możliwością czy zdolnością uczenia się. „Sieć sama buduje wiedzę, sama formułuje hipotezy, sama tworzy pojęcia, kategoryzuje świat, próbuje go uporządkować i robi to dosyć skutecznie” – mówi prof. Tadeusiewicz. „Sieci neuronowe potrafią rozwiązywać zadania na podstawie naśladownictwa i są wobec tego bardzo pożyteczne w ogromnej skali problemów. Prognozy giełdowe, rozpoznawanie pisma ręcznego, odcisków palców, twarzy czy głosu człowieka – to wszystko robią sieci neuronowe” – dodaje. I robią to lepiej niż ludzie. Czy to nie powód, by się ich obawiać? „Sztucznych tworów lepszych od człowieka jest wiele i ja bym się nimi nie przejmował. Starałbym się je wykorzystać dla naszego dobra” – powiedział prof. Ryszard Tadeusiewicz.•