Prinsip Biologis yang Diperlukan untuk Merekayasa AI yang Sadar

Tabel Tautan

Abstrak dan 1. Pendahuluan

1. Latar Belakang dan Sejarah
2. Peta Jalan menuju Artefak Sadar
3. Permata Tersembunyi
4. Pemikiran Akhir, Ucapan Terima Kasih, dan Referensi

3 Peta Jalan menuju Artefak Sadar

Tabel 1 diketik ulang dari catatan saya di Gambar 1. Siapa pun yang beruntung berada dalam pertemuan dengan Gerald Edelman akan tahu bahwa pemikiran-pemikirannya menghujani pendengar dengan sangat cepat. Atau, seperti yang dia katakan, "minum dari selang pemadam kebakaran." Tanpa catatan atau petunjuk tertulis lainnya, Edelman menyebutkan 10 langkah kunci menuju Artefak Sadar. Saya berusaha semampu mungkin untuk mengikutinya. Langkah-langkah tersebut disajikan secara kasar sesuai urutan bagaimana seseorang akan melanjutkan untuk membangun Artefak Sadar. Empat langkah pertama adalah area di mana tim telah membuat beberapa kemajuan. Langkah-langkah yang tersisa adalah area yang membutuhkan penyelidikan lebih lanjut. Saya akan mengatakan bahwa, hingga saat ini, tidak ada langkah yang tercantum telah ditangani secara memadai. Namun, tujuan makalah ini bukanlah untuk meninjau keadaan terkini, melainkan untuk menjelaskan langkah-langkah ini sebaik mungkin.

\ 3.1 Arsitektur Reentrant

\ Komponen utama dari Darwinisme Neural Edelman dan Teori Seleksi Kelompok Neuronal (TNGS) adalah pensinyalan reentrant [1]. Reentrant, karena berbeda dari sinyal umpan balik. Kelompok neuronal terhubung secara dua arah dengan koneksi sinaptik. Kelompok berbeda dengan fitur spesifik dapat berbagi informasi dengan koneksi ini. Plastisitas bergantung pada pengalaman memilih asosiasi di antara kelompok-kelompok ini. Pemetaan global ini (lihat margin Gambar 1) pada akhirnya memunculkan kategori persepsi dan rencana tindakan.

\ Para ilmuwan neurosains teoretis yang bekerja di NSI telah menciptakan sejumlah model untuk menguji ide-ide ini, baik dalam simulasi maupun yang diimplementasikan pada platform robot fisik [2, 3]. Dengan model-model ini, mereka mampu menunjukkan pemetaan fitur, pengikatan melalui sinkronisasi, pemanggilan memori, dan sifat-sifat otak lainnya. Ini secara berwarna disebut sebagai "noodling," seperti yang dapat dibaca dalam catatan saya.

\ 3.2 Sistem Thalamo-Kortikal

\ Dalam serangkaian buku, Edelman menjelaskan teorinya tentang kesadaran, yang didasarkan pada TNGS [4, 5]. Kunci dari teori ini, seperti yang disebutkan dalam beberapa publikasi terakhirnya, adalah konsep Inti Dinamis [6]. Inti Dinamis pada dasarnya adalah pensinyalan reentrant antara thalamus dan neokorteks. Dinamika Inti Dinamis diperlukan untuk menghasilkan pemikiran sadar atau kesadaran tingkat tinggi.

\ Pada saat pertemuan, para peneliti di NSI sedang mengembangkan model komputasi yang sangat rinci tentang thalamus dan neokorteks. Model-model ini menunjukkan siklus tidur-bangun, serta ritme otak lainnya yang diamati selama pemikiran sadar [7, 8]. Dalam salah satu model tersebut, Eugene Izhikevich dan Gerald Edelman mampu menunjukkan pembentukan kelompok neuronal karena plastisitas dan aktivitas neuronal dinamis [9].

\ 3.3 Sistem Nilai

\ Sistem nilai adalah struktur saraf yang diperlukan bagi organisme untuk memodifikasi perilakunya berdasarkan kejelasan atau nilai dari isyarat lingkungan. Sistem nilai dalam perangkat berbasis otak analog dengan sistem neuromodulator di mana unit-unitnya menunjukkan respons fasik ketika diaktifkan dan outputnya bertindak secara menyebar di berbagai jalur untuk mendorong perubahan sinaptik.

\ Sistem nilai pertama kali dieksplorasi oleh Karl Friston dalam pekerjaan teoretis yang dilakukan di NSI ketika Institut tersebut berlokasi di kampus Universitas Rockefeller di New York City [10]. Setiap Perangkat Berbasis Otak dilengkapi dengan sistem nilai untuk membentuk perilaku dan membangun asosiasi antara nilai yang diprediksi dan nilai yang diamati [11]. Edelman mencatat bahwa nilai dapat menandakan rasa lapar, ketakutan, dan penghargaan, di antara sinyal-sinyal penting lainnya bagi agen yang berperilaku.

\ 3.4 Fenotipe

\ Dalam kasus platform robot yang dibuat di NSI, fenotipe terdiri dari desain fisik perangkat tertentu. Secara khusus, itu adalah bentuk atau morfologi robot, serta tata letak dan jenis sensor di dalamnya. Seri Darwin dari automata memiliki bentuk dasar; terutama, semuanya adalah robot beroda. Tetapi meskipun desain eksternal mereka relatif sederhana, mereka memiliki berbagai sensor untuk pendengaran, penglihatan, rasa, dan sentuhan. Versi selanjutnya dari automata Darwin termasuk roda omni, serta lengan dan kaki yang diartikulasikan.

\ Menariknya, Edelman mencatat bahwa fenotipe perlu patuh dan harus mencakup propriosepsi. Kepatuhan melalui bahan lunak dan elastisitas adalah sifat penting dari sistem biologis. Propriosepsi akan, menurut keyakinan Edelman, mengarah pada gagasan tentang diri dan kesadaran tubuh. Fenotipe ini bukan bagian dari desain kami pada saat itu dan perlu diselidiki lebih lanjut melalui penggabungan ke dalam platform robot tambahan. Juga patut dicatat bahwa Edelman kembali pada pentingnya sentuhan menjelang akhir pertemuan. Lihat baris terakhir Gambar 1 dan Tabel 1, di mana saya mengutipnya mengatakan "sensor apa pun akan berfungsi, tetapi perlu haptik."

\ 3.5 Kontrol Motor

\ Teori kesadaran Edelman sangat terkait dengan perilaku dan tindakan yang dimaksudkan. Oleh karena itu, dalam pikirannya (dan mungkin mereka yang menghadiri pertemuan) kontrol motor adalah langkah penting menuju penciptaan Artefak Sadar. Secara khusus, Edelman menyebutkan salinan eferen dan rasa tubuh. Setelah setiap tindakan, salinan perintah motor diumpankan kembali ke sistem saraf. Ini disebut "salinan eferen motor". Otak menggunakan salinan eferen motor untuk memeriksa apakah tindakan yang dihasilkan menghasilkan rangsangan sensorik yang diharapkan dan posisi tubuh yang diharapkan. Dengan cara ini, agen mungkin menghasilkan rasa tubuh.

\ Juga patut dicatat bahwa Edelman menyoroti Ganglia Basal (BG dalam catatan saya) sebagai aspek penting dari kontrol motor dan fitur anatomis fungsional kunci kesadaran. Oleh karena itu, langkah kunci menuju pencapaian artefak sadar adalah memasukkan fungsi Ganglia Basal. Ganglia Basal memilih tindakan dan menghasilkan urutan motor putatif. Dalam catatan saya, saya menulis "proto sintaks". Edelman berpikir bahwa pemilihan tindakan dan urutan tindakan adalah langkah pertama menuju bahasa. Dia adalah pendukung kuat gagasan bahwa bahasa berakar pada tindakan dan kontrol motor.

\ 3.6 Generalisasi dalam Pembelajaran dan Memori

\ Sekitar waktu ini, para peneliti di NSI sedang membangun model canggih dari hipokampus dan memori jangka panjang [12, 13]. Namun, model-model ini rapuh. Mereka menderita ketidakmampuan untuk mentransfer informasi dari satu tugas ke tugas lain, serta ketidakmampuan untuk generalisasi. Saya merasa menarik bahwa, hingga saat ini, pembelajaran transfer dan generalisasi terus membatasi sistem AI. Selain itu, kemampuan untuk belajar sepanjang pengalaman hidup tetap di luar jangkauan sistem buatan saat ini.

\ 3.7 Komunikasi

\ Sangat penting untuk mendemonstrasikan Artefak Sadar adalah beberapa bentuk laporan yang akurat. Sebelum bahasa, laporan dapat direalisasikan melalui komunikasi antara Perangkat Berbasis Otak (BBD <–> BBD, dalam Gambar 1). Dengan melaporkan niat dan keadaannya kepada agen lain, agen tersebut menunjukkan tingkat kesadaran diri. Juga menarik untuk berspekulasi bahwa kesadaran, khususnya kesadaran diri (atau kesadaran tingkat tinggi), mungkin tidak dapat diamati pada agen tunggal. Sebaliknya, mungkin memerlukan interaksi sosial.

\ 3.8 Pemikiran

\ Sayangnya, saya tidak memiliki banyak hal untuk ditambahkan pada langkah ini. Saya hanya bisa menebak bahwa di sini, Edelman merujuk pada simulasi mental dan imajinasi. Ini adalah prediksi dari teori inti dinamis, yang dijelaskan secara singkat di bagian Thalamo-Kortikal dan lebih rinci dalam tulisan Edelman.

\ 3.9 Bahasa

\ Sekali lagi, laporan diangkat sebagai langkah penting menuju penciptaan Artefak Sadar. Namun, Edelman memperjelas bahwa bahasa jauh lebih canggih daripada komunikasi, seperti yang dijelaskan dalam langkah Komunikasi. Bahasa bernuansa, dipenuhi dengan emosi, pemikiran, niat, dan tindakan. Aman untuk mengatakan bahwa Edelman berpikir bahwa bahasa, sebagaimana diimplementasikan dalam Artefak Sadar, akan menjadi sesuatu yang jauh melampaui Pemrosesan Bahasa Alami atau sekadar lulus tes Turing. Laporan akurat melalui bahasa perlu menunjukkan bahwa agen memiliki bentuk kesadaran tingkat tinggi yang terkait erat dengan rasa tubuh dan diri.

\ 3.10 Taman Kanak-kanak

\ Mirip dengan teori Turing dan bidang robotika perkembangan, Edelman mengusulkan bahwa untuk mencapai semua hal di atas, Artefak Sadar perlu dikenai semacam kurikulum. Terlalu banyak untuk memuat karakteristik ini pada inisialisasi simulasi tertentu. Dan yang lebih penting, kesadaran terkait dengan pengalaman individu. Di sinilah pembelajaran dan memori dari pengalaman menjadi sangat penting. Selain itu, komunikasi dan bahasa diperlukan untuk berinteraksi dengan guru atau pengasuh, belum lagi, melaporkan niat dan keadaan seseorang.

\ 3.11 Catatan Lain

\ Menjelang akhir pertemuan, beberapa masalah pragmatis diangkat. Salah satu faktor pembatas pada saat itu adalah daya komputasi, yang tetap menjadi kendala saat ini. Saya tidak yakin apa yang dimaksud dengan "neuron minimum yang diperlukan", yang saya kutip dalam buku catatan saya. Ini bisa dianggap setara dengan daya komputasi. Atau bisa juga terkait dengan kelangkaan dan energi. Batasan metabolik yang diterapkan oleh biologi adalah topik yang sering dibahas kembali oleh Edelman selama pertemuan internal di NSI.

\

:::info Penulis:

Jeffrey L. Krichmar, Departemen Ilmu Kognitif, Departemen Ilmu Komputer, Universitas California, Irvine Irvine, CA 92697-5100 ([email protected]).

:::

:::info Makalah ini tersedia di arxiv di bawah lisensi CC BY 4.0.

:::

\