La Aproximaci´on Emergente

La aproximaci´on emergente tiene un punto de vista diferente sobre la cognici´on. Pa- ra esta aproximaci´on, la cognici´on es el proceso por el cual un sistema aut´onomo se transforma en un sistema viable y efectivo dentro de su entorno. Por tanto, la cognici´on es un proceso auto-organizativo mediante el cual el sistema est´a continuamente recons- truy´endose a s´ı mismo en tiempo real a fin de mantener su identidad operacional como resultado de la moderaci´on de interacciones mutuas entre el sistema y el ambiente, y de laco-determinaci´on(Maturana y Varela, 1987).

El proceso de co-determinaci´on supone que el agente cognitivo es especificado por su ambiente y, que al mismo tiempo, es el proceso cognitivo quien determina que es real y significativo para el agente. En cierto sentido, la co-determinaci´on significa que el agente construye su realidad (i.e., su propio mundo) como resultado de su interacci´on con el ambiente. En este contexto, el comportamiento cognitivo se define algunas veces como la inducci´on autom´atica de una ontolog´ıa, la cual ser´a inherentemente espec´ıfica a la personificaci´on del agente y depender´a de la historia de interacciones del sistema (e.g., sus experiencias). Por tanto, para las aproximaciones emergentes, la percepci´on est´a re- lacionada con la adquisici´on de datos sensoriales a fin de facilitar la actuaci´on efectiva y depende de la riqueza de la interfaz con los actuadores (Maturana y Varela, 1987). As´ı pues, la cognici´on no es considerada como el proceso por el cual la estructura de un ambiente externo es abstra´ıda y representada en mayor o menor medida, en t´erminos isom´orficos.

En (Vernon et al., 2007) se argumenta que la cognici´on es un proceso complementario a la percepci´on. Por tanto, la percepci´on se ocupa de las situaciones inmediatas, mientras que la cognici´on se ocupa de situaciones que ocurren en per´ıodos de tiempo m´as largos. As´ı pues, la cognici´on refleja el mecanismo por el cual un agente compensa la naturaleza inmediata de la percepci´on y puede, como consecuencia, adaptarse y anticiparse a las acciones ambientales que suceden en escalas de tiempo mucho m´as prolongadas. Esto es, que la cognici´on est´a intr´ınsecamente conectada con la habilidad de un agente para actuar con prospecci´on: el agente puede operar en el futuro y ocuparse de aquello que pueda llegar ser, no solamente de lo que actualmente es.

 Cap´ıtulo 3. Estado del Arte

En contraste con la aproximaci´on cognitivista, la mayor´ıa de los sistemas emergente consideran que el modelo primario para el aprendizaje cognitivo es la construcci´on de habilidades anticipatorias en contraposici´on con la adquisici´on de conocimiento, y que los procesos que gu´ıan la actuaci´on y mejoran dicha habilidad mientras lo hacen, son postulados como caracter´ısticas esenciales de los sistemas inteligentes (Christensen y Hooker, 2000).

A continuaci´on, se describen las tres grandes ramas que derivan de los sistemas de inspiraci´on emergente:

Los Modelos Conexionistas:estos sistemas se basan en el procesamiento en para- lelo y distribuido de patrones de activaci´on no simb´olicos (en lugar de reglas l´ogicas), a fin de procesar la informaci´on de entrada y lograr un comportamiento efectivo como re- sultado (Medler, 1998). En este sentido, las redes neuronales, las cuales intentan simular de forma abstracta los sistemas nerviosos biol´ogicos, son un buen ejemplo de los mode- los conexionistas, y que en t´erminos de (Smolensky, 1996) podr´ıan considerarse como: “sistemas din´amicos que capturan de mejor forma las regularidades estad´ısticas en los datos de entrenamiento”. Una revisi´on m´as completa sobre este tema se encuentra fuera del alcance de la presente tesis, no obstante, el lector puede dirigirse a la secci´on 2.2.3 donde se explican los principios b´asicos de las redes neuronales, o consultar la literatura especializada (e.g., (Anderson, 1993a)).

Los Modelos de Sistemas Din´amicos:en general, son sistemas abiertos, disipativos, no lineales, y que no se encuentran en equilibrio constante (Thelen y Smith, 1994). Son sistemas en el sentido que agrupan un vasto n´umero de componentes interoperantes de- terminados por una gran cantidad de grados de libertad; son disipativos en el sentido que propagan energ´ıa de alg´un tipo; y no est´an en equilibrio en el sentido que son incapaces de mantener la estructura o la funci´on sin emplear fuentes externas de energ´ıa, material, e informaci´on (y, de all´ı, se consideran abiertos). La propiedad de no linealidad es crucial: advierte que la disipaci´on no es uniforme y que s´olo un peque˜no n´umero de los gra- dos de libertad del sistema determinan su comportamiento complejo. Las implicaciones de los modelos din´amicos son muchas, como se sugiere en (Thelen y Smith, 1994): “la cog-nici´on no es simb´olica, ni representacional, y toda la actividad mental es emergente, situada, hist´orica, y personificada”. Tambi´en es socialmente construida, esto quiere decir que ciertos niveles de la cognici´on emergen a partir de las interacciones din´amicas entre los agentes cognitivos.

Los Modelos Enactivos:estos modelos llevan el paradigma emergente a´un mucho m´as all´a. En contraposici´on con el paradigma cognitivista, el cual posee un punto de vista sobre la cognici´on que requiere de la representaci´on a priori de un objetivo (Varela, 1992b), los modelos enactivos afirman que la cognici´on es un proceso por el cual los requisitos necesarios para mantener la existencia continuada de una entidad cognitiva son manifestados o exhibidos por la propia entidad (Winograd y Flores, 1986; Maturana y Varela, 1987; Maturana y Varela, 1980), es decir, que existe co-determinaci´on entre la entidad (el agente) que interact´ua con el ambiente, y el propio ambiente en el cual ´esta est´a inmersa. Por tanto, nada es “pre-configurado”, y de all´ı que no son necesarias las representaciones simb´olicas. En su lugar, existe una interpretaci´on enactiva: el contexto ambiental es el encargado de determinar el nivel de relevancia de las representaciones que construye el propio agente.

3.1. Paradigmas sobre Cognici´on Artificial 

El objetivo de la investigaci´on en el ´area de los sistemas enactivos es el tratamiento total de la naturaleza y emergencia de los sistemas aut´onomos, cognitivos, y sociales. Esto se fundamenta principalmente en el concepto de Maturana y Varela (Maturana y Varela, 1980) sobreautopoiesis1 – literalmenteauto-reproducci´on – el cual argumenta que un sistema emerge como una entidad sist´emica coherente, distinta del entorno, y co- mo consecuencia de ciertos procesos de auto-organizaci´on. Sin embargo, los sistemas enactivos definen diferentes grados de autopoiesis y sistemas de diferentes ordenes: los de primer orden que corresponden a entidades celulares que logran una identidad f´ısica a trav´es del acoplamiento estructural con el ambiente, los de segundo orden que poseen un sistema nervioso que permite la asociaci´on de m´ultiples estados internos, y los de tercer orden que exhiben cierto nivel acoplamiento entre los sistemas o agentes cognitivos de segundo orden (Varela, 1992b). Una descripci´on m´as detallada sobre los ordenes auto- poi´eticos y c´omo pueden ser estos aplicados en el modelado de los procesos de cognici´on, ser´a presentada en secciones posteriores de esta tesis.