2005-10-27

Que pensin ells...

Un tema apassionant que m'ha tingut distret darrerament, a causa de dos llibres:




On intelligence



Assumpcions fonamentals del llibre: El còrtex està format per series de cèl·lules funcionalment equivalents. No hi ha cèl·lules diferenciades per processos diferents. Dit d'altra manera, els diferents tipus d'informació que la ment pot processar es processen a través dels mateixos mecanismes. Les entrades son diferents, i estan adaptades a captar un cert espectre d'informació. Els "processadors" (les neurones) són d'ús general.

L'autor presenta un model funcional del còrtex, que segons ell es defineix per aquestes característiques.


  • Les xarxes neurals funcionen a través del reconeixement de "representacions invariants". Una representació invariant és un patró de pesos, que no canvia amb transformacions "afins" (engrandir, empetitir, rotar). Per exemple una cara vista cap per avall, continua sent una cara.

  • En un nivell més alt, el conjunt de 6 capes de neurones que és el còrtex, té connexions de re-alimentació. Això és, sortides que es connecten a les entrades de capes inferiors. Això dona com a resultat la capacitat de generar seqüències de patrons (p.ex. seqüències temporals).


Jeff Hawkins proposa que el cervell crea un model del mon usant gran quantitat de memòria. Tot el que aprenem s'emmagatzema. La novetat ve en com el cervell utilitza aquest model.

Hawkins proposa que el còrtex empra aquesta informació per crear prediccions sobre el que espera percebre, i que utilitza aquesta predicció per comparar-la amb la realitat.

Un exemple que dona: Entrem en la nostra habitació o despatx. Algú ha deixat un objecte que no hi era.

Mentre mirem, no parem atenció. Mentre el "model" coincideix amb la "observació", no reaccionem.

És quan de sobte ens adonem que el "model" (no-hi-ha-tal-objecte) no coincideix amb la observació (hi-ha-un-objecte) que el cervell es veu obligat a re-considerar aquest model, reformular-lo i aprendre. D'aquí que s'aprengui dels errors però no (o no tant) dels encerts. Un encert no canvia el nostre model del món. Un error sí.

Altre exemple, el pany de la porta: Suposem que algun graciós canvia la nostra porta per una idèntica però amb el pany uns 10 centímetres per sota d'on estava l'original. Només arribar a casa, ens adonem que alguna cosa passa, però no sabem el què. El nostre còrtex ja ha predit on estaria el pany, l'altura a la que havíem de moure el braç per posar la clau, etc, mentre nosaltres no n'érem ni de bon tros conscients. És quan el model xoca amb la realitat que realment ens "sorprenem" i ens veiem obligats a reformular-lo.

La gràcia d'aquest model és el seu mecanicisme. La seva aparent simplicitat, i tanmateix la seva potència.

Jerarquia



L'altre aspecte interessant és la organització jeràrquica del coneixement/memòria.

Hawkins proposa que en les capes més inferiors, s'hi formen estructures capaces de reconèixer els conceptes més simples, i que aquests s'agrupen en capes superiors.

Davant una percepció, aquests conceptes s'etiqueten i s'envien capes "amunt". Quan una correspondència prou exacta es troba, aquesta es propaga com una "etiqueta" i es descarten els detalls.

Quan aquesta percepció no es correspon amb la predicció (el model) que ofereixen les capes més altes, les capes superiors demanen més detalls per actualitzar la seva base d'informació, el model.

Molts aspectes de la creació humana s'organitzen en nivells jeràrquics. Per exemple el llenguatge té una estructura jeràrquica clara, molts cops analitzada pels teòrics del llenguatge. Els fonemes formen paraules, les paraules frases, les frases textos.

En la música, les notes formen melodies. Les melodies, temes. Els temes es coordinen per formar parts. De la mateixa manera la matemàtica obeeix una estructura similar. Teoremes més simples formen la base per teoremes més complexos.


De fet, com més s'especialitza algú en un camp, més ràpid és capaç de reconèixer les estructures més bàsiques. Un matemàtic amb molta experiència és capaç de trobar errors amb només un cop d'ull. Sense saber molt bé el què, la cura de la predicció que fa col·lisiona més ràpidament amb el que llegeix.

És curiós com un concepte, el de jerarquia, que ha estat sempre tan present en la història de la humanitat, des de la organització social fina a la del coneixement, s'origina de fet en les capes més interiors del cervell, a causa d'un model de cablejat.

No és estrany que la humanitat acabi aplicant el model jeràrquic en tots aquells aspectes que demanen la organització de la informació i de la decisió. Cal preguntar-se si això és una ressonància a gran escala d'aquest model a petita escala.

Ordinadors intel·ligents?



Sembla que els plans de l'amic Hawkins van en direcció a construir màquines intel·ligents basades en aquest model de la ment. Si bé els que ens dediquem al sector informàtic sabem que un sistema suficientment complex és capaç de reaccions insospitades. Si dins el sector ja havíem arribat a un nivell important de sarcasme al respecte, crec que ens queden encara móns per descobrir...

- "Hola! Servei terapiotècnic? Tinc un problema"
- "Digui'm que li passa"
- "L'ordinador i la impressora s'estan discutint. Sembla que l'ordinador està gelós perquè ella li fa més cas a l'escanner que a ell"
- "Mmmm... Va tenir l'ordinador una fabricació difícil?"
- "Sí, crec que el robot de la planta que el va muntar era addicte a la corrent alterna..."

Només de pensar-hi em venen ganes de deixar la informàtica i tornar als meus orígens familiars de pastorets de la muntanya. Si és que encara en queda, de muntanya o pastorets.

De fet la ciència ficció ja va imaginar un futur així. Isaac Assimov a "Jo Robot" ens presenta la protagonista com una "psicòloga" de robots que s'enfronta a problemes de personalitat generades per les tres lleis de la robòtica. Segurament del mateix gènere de lleis arbitraries que tants problemes provoquen en la societat.

Curiós, per altra banda, el que la imaginació ha trobat abans que la ciència.

És curiós com aquest model tan simple sembla explicar tants fenòmens del comportament. L'autor arriba a establir que el fenomen de la consciència no és res més que la conseqüència de l'existència d'aquesta organització.

És realment la ment tan mecànica? Es pot reduir l'existència humana a una gran computació distribuïda? La corrent mecanicista defensa que sí.

Una argument informal a favor de que el model pugui ser tan "simple" podria venir del que hem après amb la construcció d'ordinadors. Realment, si algú no ha arribat algun cop a atribuir característiques humanes al comportament del seu PC, és que no hi ha treballat prou hores. Tanmateix, el model subjacent i les normes que el guien són ben conegudes pels experts.

De totes maneres, la visió no seria completa sense el segon llibre.

El neixement de la ment



El segon llibre, vastament interessant, explica la formació d'aquesta pansa arrugada que diem cervell. Ens explica, de forma lleugera, la síntesi proteica a través de l'ADN, i com aquestes mateixes hormones sintetitzades guien la construcció del mateix.

ADN computacional



Un aspecte que han descobert els científics de l'ADN és que els grups de tripletes que formen un gen codifiquen seqüències del tipus SI->LLAVORS (l'if..then computacional).

Aquests conjunts funcionen detectant la presència a l'exterior de certs marcadors. Quan un d'aquests marcadors correspon a la part "SI", provoca l'activació de la transcripció de la part "LLAVORS". Aquesta, al seu temps, genera l'alliberament de nous marcadors, enzims i substàncies.

Igualment, l'activació d'una certa regla pot provocar l'activació de moltes altres. Un efecte allau, de conseqüències increïbles... la vida!

El model que sempre s'havia presentat de l'ADN era més semblant a un "mapa de construcció" que no pas a un programa computacional. De fet, un gran avantatge d'això és que un mapa no pot reaccionar a l'entorn. Un programa sí. També és veritat que un programa variable pot tenir més errors que un mapa prefixat, i d'aquí que de vegades la vida ens dona sorpreses.

Com a informàtic, m'apassiona la idea d'un sistema així, i les imprevisibles conseqüències que pot portar.

Entrem en un altre domini: Un "ordinador" que es construeix a si mateix. A partir d'una cèl·lula, es va desencadenant un programa capaç de generar un humà, un periquito o una balena. Un ordinador que és capaç d'adaptar-se al medi d'una forma increïble, tot i que no sense el preu d'unes quantes extincions.

Simplificant molt, cada cèl·lula esta formada per una unitat de cinta que és l'ADN, una unitat de construcció (els ribosomes), un munt de peces (les proteïnes), i molt de temps lliure. Ara, agrupem varies d'aquestes cèl·lules i permetem que els grups de proteïnes que unes generen passin d'unes a altres, com "paquets de dades". Cada paquet porta un missatge, i aquests es difonen per les cèl·lules veïnes.

Dit així sembla molt simple. Despres cada tipus de cèl·lula s'especialitzarà en una tasca (teixit muscular, neurones, fer cera a les orelles...) però la base funcional és la mateixa.

Reflexions



Un professor que vaig tenir opinava que l'èsser humà no havia inventat res, sinó que simplement imitava la natura.

Hem creat la computació a imatge i semblança dels mecanismes més bàsics que ens mouen i ens donen la vida. Som nosaltres computadors?

Algú va observar que durant l'evolució científica de la humanitat, el llenguatge de la tecnologia s'ha usat per definir l'èsser humà i en general qualsevol aspecte de la realitat. A l'època de Newton, érem mecanismes de rellotgeria. Als temps del vapor i la termodinàmica, érem sistemes en intercanvi de calor. Al temps de la computació, som computadors. No és estrany, ja que la tecnologia es basa en els models matemàtics de la realitat creats per la ciència, i per tant tendirem a reutilitzar el llenguatge existent.

Així doncs seria més just dir que els computadors són pobres simulacions d'éssers humans.

De fet la tecnologia sembla evolucionar, curiosament, cap a la creació de vida. No són pocs els que creuen que l'objectiu és tornar immortal l'èsser humà. Que l'èsser humà es perfeccionarà a si mateix fins esdevenir una entitat nova. Acabarem tenint tots el la ment de Stephen Hawking i el cos de Arnold Schwartzenager? O la cagarem com és costum i serà a l'inrevés?

2005-10-19

Hello world!

Hello World!

No podia ser una altra cosa, el meu primer article de blog. Deformació professional. ;-)