Un modelo H´ıbrido de Cognici´on Artificial

A pesar de la importancia de este cap´ıtulo para el entendimiento del resto de la tesis, el lector, en el caso de que se encuentre familiarizado con los conceptos, puede optar por omitirlo y consultar directamente la secci´on 4.6 donde se sintetizan las met´aforas sobre las cuales se inspira el dise˜no de la arquitectura.

4.2.

Integraci´on de micro-teor´ıas cognitivas: Un modelo H´ıbri-

do de Cognici´on Artificial

“Modern science is categorised by its ever-increasing specialisation, necessitated by the enormous amount of data, and the complexity of techniques and of theoretical structures within every field. Thus, science is split into innumerable disciplines that continually generate new subdisciplines. As a consequence, the physicist, the biologist, the psychologist and the social scientist are, so to speak, encapsulated in their private universes, and it is difficult to get word from one cocoon to the other”. — Ludwig von Bertalanffy, General Systems Theory, 1928.

La primera perspectiva de integraci´on en la que se fundamenta el dise˜no de la presente aproximaci´on arquitect´onica, es lahibridaci´onde micro-teor´ıas cognitivas. El prop´osito de esta perspectiva se basa principalmente en dos enfoques:

1. La unificaci´on de teor´ıas sobre el proceso de cognici´on, desde la perspectiva de la psicolog´ıa cognitiva, la biolog´ıa, la neurofisiolog´ıa, la teor´ıa general de sistemas, y la inteligencia artificial. Desde este enfoque, diversos m´odulos, componentes y mecanismos computacionales inspirados en las ciencias cognitivas son integrados en METAFORA´ con el prop´osito de simular funciones cognitivas de orden superior. 2. La generaci´on de un modelo h´ıbrido que incorpora las caracter´ısticas de los para- digmas Emergente y Cognitivista junto con mecanismos de integraci´on y sincro- nizaci´on necesarios para fusionar los dos paradigmas. Las caracter´ısticas tomadas en cuenta son las relacionadas con laRepresentaci´on de Conocimiento, losEsque- mas de Inferencia, lasEstrategias de Razonamiento, losMecanismos de Toma de Decisiones, y elAprendizaje(descritas en la secci´on 3.1).

El modelo h´ıbrido de METAFORA´ tiene una finalidad principal: la compensaci´on de debilidades y potenciaci´on de las fortalezas entre los enfoques Emergente y Cognitivis- ta. El enfoque Cognitivista, a trav´es de representaciones simb´olicas, permitir´a al agen- te cognitivo guiar los procesos de aprendizaje y adaptaci´on ejecutados por el enfoque Emergente en las primeras etapas de “interacci´on con nuevos entornos”, actuando como un conocimiento innato o experto sobre el dominio del conocimiento. Mientras tanto, el enfoque Emergente guiar´a los procesos de descubrimiento de nuevas reglas sub-simb´oli- cas (las cuales ser´an escaladas continuamente hasta los niveles simb´olicos del enfoque Cognitivista a fin de construir explicaciones comprensibles de lo aprendido), cuando las representaciones simb´olicas carezcan de validez para el agente.

En cuanto a la segunda perspectiva de integraci´on, fueron considerados y adaptados a las necesidades particulares de METAFORA´ , los principios sugeridos por Cassimatis

 Cap´ıtulo 4. Naturaleza de la Soluci´on

(Cassimatis, 2002): el principio de Funciones Comunes y el principio deImplementa- ci´on M´ultiple, los cuales proponen una teor´ıa para el dise˜no de arquitecturas cognitivas que explica c´omo la mente integra los procesos cognitivos empleando m´etodos compu- tacionales que resultan dif´ıciles de integrar.

El principio de Funciones Comunes argumenta que muchos algoritmos de los dife- rentes sub-campos del modelado cognitivo computacional, especialmente aquellos que son usados para modelar el razonamiento, pueden ser concebidos como formas diferen- tes de seleccionar las secuencias del mismo conjunto b´asico defunciones comunes. Por ejemplo, consid´erese el siguiente listado preliminar de funciones cognitivas que conten- dr´a METAFORA´ :

Representaci´on del mundo: dada una entrada sensorial, el agente acomoda y mo- difica las estructuras cognitivas internas de manera que representen el estado per- cibido.

Inferencia hacia adelante: dado un conjunto de creencias y reglas procedimentales, se infieren otras que son consecuencia de las primeras.

Generaci´on de Sub-metas: dada la meta de establecer el valor de verdad de una proposici´on P, crear una meta que determine los valores de verdad de las proposi- ciones que implicar´ıan la falsedad de P.

Simulaci´on de mundos alternativos: representa y crea inferencias acerca de los estados alternos, posibles, hipot´eticos, o condicionados del mundo.

Correspondencia de identidad: dado un conjunto de proposiciones acerca de un objeto, se encuentran otros objetos que pueden ser id´enticos a ´este.

El principio de Funciones Comunes, puede ser justificado demostrando c´omo estas funciones son posibles de implementar mediante una gran variedad de algoritmos. Las siguientes caracterizaciones de los dos algoritmos usados con mayor frecuencia en el mo- delado cognitivo (representar el mundo y la inferencia hacia adelante) ilustran c´omo los m´etodos de diferentes vertientes de la ciencia cognitiva formal pueden ser implementados empleando el mismo conjunto de funciones comunes:

B´usqueda: “Cuando existe incertidumbre acerca de si A es verdadero, entonces:

representar el mundo donde A es verdadero, emplear inferencia hacia adelante,

representar el mundo donde A no es verdadero, y emplear inferencia hacia ade- lante nuevamente. Si la inferencia hacia adelante conduce a un nuevo estado de incertidumbre, repetir el proceso.”

Simulaci´on estoc´astica: “Cuando A es m´as probable que¬A, entonces:represen- tar el mundo donde A es verdadero y emplearinferencia hacia adelante con una mayor frecuencia que como se suele hacer para el mundo donde¬A es verdadero.”

Razonamiento simb´olico: “Dado un conjunto de hechos observados por el agente, serepresenta el mundodonde el conjunto de hechos es verdadero, se buscan aque- llas reglas simb´olicas que emparejan con los hechos dados empleandoinferencia hacia adelante, surgen nuevos hechos que son nuevamente representados, y nueva- mente se aplicainferencia hacia adelantehasta que no resulten nuevos hechos”.