Los Principios Biológicos Necesarios para Desarrollar IA Consciente

Tabla de Enlaces

Abstracto y 1. Introducción

1. Antecedentes e Historia
2. Hoja de ruta hacia un Artefacto Consciente
3. Gemas Ocultas
4. Pensamientos Finales, Agradecimientos y Referencias

3 Hoja de ruta hacia un Artefacto Consciente

La Tabla 1 está reescrita de mis notas en la Figura 1. Cualquiera que haya tenido la fortuna de estar en una reunión con Gerald Edelman sabría que los pensamientos bombardeaban a los oyentes en rápida sucesión. O, como él diría, "beber de una manguera contra incendios". Sin notas u otros apuntes escritos, Edelman enumeró rápidamente 10 pasos clave hacia un Artefacto Consciente. Intenté seguirle el ritmo lo mejor que pude. Los pasos se presentaron aproximadamente en el orden en que uno procedería para construir un Artefacto Consciente. Los primeros cuatro pasos eran áreas en las que el equipo había logrado cierto progreso. Los pasos restantes eran áreas que necesitaban más investigación. Diría que, hasta la fecha, ninguno de los pasos enumerados ha sido abordado adecuadamente. Sin embargo, el propósito de este artículo no es revisar el estado actual del arte, sino describir estos pasos lo mejor que pueda.

\ 3.1 Arquitectura Reentrada

\ Un componente principal del Darwinismo Neural de Edelman y la Teoría de Selección de Grupos Neuronales (TNGS) era la señalización reentrada [1]. Reentrada, porque era diferente a las señales de retroalimentación. Los grupos neuronales estaban vinculados bidireccionalmente con conexiones sinápticas. Diferentes grupos con características específicas podían compartir información con estas conexiones. La plasticidad dependiente de la experiencia seleccionaba asociaciones entre estos grupos. Estos mapeos globales (ver margen de la Figura 1) finalmente dieron lugar a categorías perceptuales y planes de acción.

\ Los neurocientíficos teóricos que trabajaban en el NSI habían creado varios modelos para probar estas ideas, tanto en simulación como instanciados en plataformas robóticas físicas [2, 3]. Con estos modelos, pudieron mostrar mapeo de características, vinculación a través de sincronía, recuperación de memoria y otras propiedades cerebrales. Estos fueron coloridamente denominados "noodling", como se puede leer en mis notas.

\ 3.2 Sistema Tálamo-Cortical

\ En una serie de libros, Edelman describió su teoría de la conciencia, que se basaba en el TNGS [4, 5]. Una clave para esta teoría, como se enumera en algunas de sus publicaciones posteriores, fue el concepto de un Núcleo Dinámico [6]. El Núcleo Dinámico era esencialmente señalización reentrada entre el tálamo y la neocorteza. La dinámica del Núcleo Dinámico era necesaria para producir pensamiento consciente o conciencia de orden superior.

\ En el momento de la reunión, los investigadores del NSI estaban desarrollando modelos computacionales extremadamente detallados del tálamo y la neocorteza. Estos modelos mostraban ciclos de sueño-vigilia, así como otros ritmos cerebrales observados durante el pensamiento consciente [7, 8]. En uno de estos modelos, Eugene Izhikevich y Gerald Edelman pudieron mostrar la formación de grupos neuronales debido a la plasticidad y la actividad neuronal dinámica [9].

\ 3.3 Sistemas de Valor

\ Los sistemas de valor son estructuras neuronales necesarias para que un organismo modifique su comportamiento basado en la relevancia o valor de una señal ambiental. El sistema de valor en un dispositivo basado en cerebro es análogo a los sistemas neuromoduladores en que sus unidades muestran respuestas fásicas cuando se activan y su salida actúa difusamente a través de múltiples vías para promover el cambio sináptico.

\ Los sistemas de valor fueron explorados por primera vez por Karl Friston en trabajo teórico realizado en el NSI cuando el Instituto estaba ubicado en el campus de la Universidad Rockefeller en Nueva York [10]. Cada Dispositivo Basado en Cerebro estaba equipado con un sistema de valor para dar forma al comportamiento y construir asociaciones entre el valor predicho y el valor observado [11]. Edelman señaló que el valor podría señalar hambre, miedo y recompensa, entre otras señales relevantes para el agente que se comporta.

\ 3.4 Fenotipo

\ En el caso de las plataformas robóticas creadas en el NSI, el fenotipo consistía en el diseño físico de un dispositivo dado. En particular, era la forma o morfología del robot, así como la disposición y tipo de sensores a bordo. La serie Darwin de autómatas tenía una forma básica; notablemente, todos eran robots con ruedas. Pero a pesar de su diseño externo relativamente simple, tenían una amplia gama de sensores para oír, ver, gustar y tocar. Las versiones posteriores de los autómatas Darwin incluían ruedas omnidireccionales, así como brazos y piernas articulados.

\ Curiosamente, Edelman señaló que el fenotipo necesitaba ser flexible y debía incluir necesariamente propiocepción. La flexibilidad a través de materiales blandos y elasticidad es una propiedad importante de los sistemas biológicos. La propiocepción, creía Edelman, conduciría a una noción de sí mismo y conciencia corporal. Estos fenotipos no formaban parte de nuestro diseño en ese momento y necesitaban ser investigados más a fondo mediante la incorporación en plataformas robóticas adicionales. También es notable el hecho de que Edelman volvió a la importancia del tacto hacia el final de la reunión. Vea la última línea de la Figura 1 y la Tabla 1, donde lo cité diciendo "cualquier sensor servirá, pero se necesita retroalimentación háptica".

\ 3.5 Control Motor

\ La teoría de la conciencia de Edelman estaba muy ligada al comportamiento y las acciones intencionadas. Por lo tanto, en su mente (y presumiblemente en la de quienes asistieron a la reunión) el control motor era un paso importante hacia la creación de un Artefacto Consciente. En particular, Edelman mencionó la copia de eferencia y el sentido corporal. Después de cada acción, una copia del comando motor se retroalimenta al sistema nervioso. Esto se llama "copia de eferencia motora". El cerebro utiliza la copia de eferencia motora para verificar si la acción generada produce los estímulos sensoriales esperados y la posición corporal esperada. De esta manera, el agente podría producir un sentido corporal.

\ También es notable que Edelman destacó los Ganglios Basales (BG en mis notas) como un aspecto importante del control motor y una característica anatómica funcional clave de la conciencia. Por lo tanto, un paso clave hacia el logro de un artefacto consciente es incorporar la función de los Ganglios Basales. Los Ganglios Basales seleccionan acciones y generan secuencias motoras putativas. En mis notas, escribí "proto sintaxis". Edelman pensaba que la selección de acciones y la secuencia de acciones era un primer paso hacia el lenguaje. Era un fuerte defensor de la idea de que el lenguaje estaba arraigado en la acción y el control motor.

\ 3.6 Generalización en Aprendizaje y Memoria

\ En ese momento, los investigadores del NSI estaban construyendo modelos sofisticados del hipocampo y la memoria a largo plazo [12, 13]. Sin embargo, estos modelos eran frágiles. Sufrían de una incapacidad para transferir información de una tarea a otra, así como una incapacidad para la generalización. Me parece interesante que, hasta el día de hoy, el aprendizaje por transferencia y la generalización continúen limitando los sistemas de IA. Además, la capacidad de aprender a lo largo de una vida de experiencia sigue estando fuera del alcance de los sistemas artificiales actuales.

\ 3.7 Comunicación

\ Críticamente importante para demostrar un Artefacto Consciente sería alguna forma de informe preciso. Antes del lenguaje, un informe podría realizarse mediante la comunicación entre Dispositivos Basados en Cerebro (BBD <–> BBD, en la Figura 1). Al informar sus intenciones y estado a otro agente, el agente está mostrando un grado de autoconciencia. También es interesante especular que la conciencia, en particular la autoconciencia (o conciencia de orden superior), podría no ser observable en un solo agente. Más bien, podría requerir interacción social.

\ 3.8 Pensamiento

\ Desafortunadamente, no tengo mucho que añadir a este paso. Solo puedo adivinar que aquí, Edelman estaba aludiendo a la simulación mental y la imaginación. Esta es una predicción de la teoría del núcleo dinámico, que se describió brevemente en la sección Tálamo-Cortical y con más detalle en los escritos de Edelman.

\ 3.9 Lenguaje

\ Nuevamente, el informe se presenta como un paso importante hacia la creación de un Artefacto Consciente. Sin embargo, Edelman deja claro que el lenguaje es distintivamente más sofisticado que la comunicación, como se describe en el paso de Comunicación. El lenguaje es matizado, impregnado como está de emoción, pensamiento, intención y acción. Es seguro decir que Edelman pensaba que el lenguaje, tal como se instancia en un Artefacto Consciente, sería algo mucho más allá del Procesamiento del Lenguaje Natural o simplemente pasar una prueba de Turing. Un informe preciso a través del lenguaje necesitaría demostrar que el agente tenía una forma de conciencia de orden superior estrechamente vinculada al sentido corporal y a un yo.

\ 3.10 Jardín de Infancia

\ Similar a la teoría de Turing y el campo de la robótica del desarrollo, Edelman propuso que para lograr todo lo anterior, el Artefacto Consciente necesitaría ser sometido a una especie de plan de estudios. Era demasiado cargar estas características al inicializar una simulación dada. Y más importante aún, la conciencia está ligada a la experiencia del individuo. Aquí es donde el aprendizaje y la memoria de la experiencia se vuelven críticamente importantes. Además, la comunicación y el lenguaje son necesarios para interactuar con un maestro o cuidador, por no mencionar, informar las intenciones y el estado de uno.

\ 3.11 Otras Notas

\ Hacia el final de la reunión, se plantearon algunos problemas pragmáticos. Un factor limitante en ese momento era el poder computacional, que sigue siendo una restricción hoy en día. No estoy seguro de lo que significa "las neuronas mínimas necesarias", que cité en mi cuaderno. Podría considerarse equivalente al poder de cómputo. O podría estar relacionado con la escasez y la energía. Las restricciones metabólicas impuestas por la biología fue un tema que Edelman a menudo revisitó durante las reuniones internas en el NSI.

\

:::info Autor:

Jeffrey L. Krichmar, Departamento de Ciencias Cognitivas, Departamento de Ciencias de la Computación, Universidad de California, Irvine Irvine, CA 92697-5100 (jkrichma@uci.edu).

:::

:::info Este artículo está disponible en arxiv bajo licencia CC BY 4.0.

:::

\