Análise da Arquitetura  Baars-Franklin de  Consciência Artificial  Aplicada a uma Criatura Virtual Ricardo Capitanio M. Si...
Roteiro <ul><li>Introdução </li></ul><ul><li>Motivação </li></ul><ul><li>Teorias gerais de consciência </li></ul><ul><ul><...
Introdução <ul><li>Crescimento nas pesquisas  </li></ul><ul><li>Tema em estágio pré-paradigmático </li></ul><ul><li>Existe...
C M attie: Primeiro Agente “Consciente” <ul><li>Agendamento de seminários </li></ul><ul><ul><li>Reserva de salas </li></ul...
Conag: Um framework para agentes “conscientes”
IDA: Intelligent Distribution Agent <ul><li>Lê dados de pessoal </li></ul><ul><li>Verifica a lista de requisição de trabal...
CTS: Conscious Tutoring System
CTS: Conscious Tutoring System
CTS: Conscious Tutoring System
CTS: Conscious Tutoring System
Por que estudar Consciência Artificial? <ul><li>Vantagens: </li></ul><ul><ul><li>Seres humanos (Koch 2004)  </li></ul></ul...
Objetivos do trabalho <ul><li>Estudar as abordagens mais relevantes de consciência e de consciência artificial </li></ul><...
Teorias de Consciência <ul><li>Block  </li></ul><ul><ul><li>Conceito híbrido </li></ul></ul><ul><ul><li>P/A/M/S-Consciênci...
Teoria do Workspace Global <ul><li>Pontos convergentes com outras teorias </li></ul><ul><li>Principais componentes: </li><...
Metáfora do Teatro Interativo WG Holofote Consciência Audiência (Inconsciente) Contexto (Inconsciente) Audiência (Inconsci...
Consciência Artificial <ul><li>Junichi Takeno (Japão) </li></ul><ul><ul><li>Robôs autoconsciente </li></ul></ul><ul><li>An...
Arquitetura Baars-Franklin <ul><li>Processadores Especializados  –  Codelets </li></ul><ul><li>Contextos  –  Coalizões </l...
Teorias Precursoras <ul><li>Arquitetura Copycat  –  Hofstadter </li></ul><ul><li>Rede de Comportamentos  –  Maes </li></ul...
Arquitetura Baars-Franklin
Rede de Comportamentos <ul><li>Maes 1989  (Negatu 2006) </li></ul>
Mecanismo de Consciência
Ciclo cognitivo <ul><li>9 etapas </li></ul><ul><li>1-3 “inconsciente” </li></ul><ul><li>4-9 interação entre consciência e ...
Ciclo cognitivo, dividido em 9 etapas <ul><li>Percepção  </li></ul><ul><li>Percepto no buffer pré-consciente </li></ul><ul...
Nosso Experimento <ul><li>Tentativa de criar um partindo somente da literatura </li></ul><ul><ul><li>Artigos e teses (Bogn...
Problema exemplo <ul><li>Sensores </li></ul><ul><ul><li>Carga de bateria </li></ul></ul><ul><li>Atuadores </li></ul><ul><l...
Arquitetura Cliente-Servidor
Simulador (Ambiente 2D)
Controlador Posto de recarga Landmarks Obstáculo Criatura Meta
Laboratório
CAV
Tipos de codelets (CAV) <ul><li>Comunicação  </li></ul><ul><ul><li>Atualiza as informações do controlador </li></ul></ul><...
CAV
Comportamentos
Transferência de Ativação
Cadeias de Comportamentos
Ciclo de CAV (5 etapas) <ul><li>Percepção  </li></ul><ul><li>Percepto no buffer pré-consciente </li></ul><ul><li>Associaçõ...
Ciclo de CAV (5 etapas) <ul><li>Competição pela consciência </li></ul><ul><li>Broadcast Consciente </li></ul><ul><li>Confi...
Sensor Visual
Agrupamento
Armazenamento
Geração de Caminhos
Demonstração Clique  aqui   para   ver  no You Tube
Análise mecanismo de consciência <ul><li>Primeiro minuto de um experimento </li></ul><ul><li>Threads ativas </li></ul><ul>...
Threads ativas
Codelets em campo
Codelet consciente 1 – Plan Generator  2 – Obstacle Recorder  3 – Target Carrier  4 – Collision Detector  5 – Path checker...
Características <ul><li>Decisões sobre dados atualizados </li></ul><ul><ul><li>Remoção de sincronizadores nos registros da...
Características <ul><li>Sumário Executivo </li></ul><ul><ul><li>Filtro para a percepção </li></ul></ul>
Características <ul><li>Processamento paralelo x serial </li></ul><ul><ul><li>ABF como instância da ideia de Dennet </li><...
Considerações Finais <ul><li>Contribuições </li></ul><ul><ul><li>Estudo das abordagens de teorias de consciência e  </li><...
Considerações Finais <ul><li>Trabalhos Futuros </li></ul><ul><ul><li>Melhorias do ambiente de simulação </li></ul></ul><ul...
Bibliografia  <ul><li>Bogner, Myles Brandon. 1999 (December). Realizing &quot;Consciousness&quot; in Software Agents. Ph.D...
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Análise da Arquitetura Baars-Franklin de Consciência Artificial Aplicada a uma Criatura Virtual

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Apresentação de defesa de tese de mestrado.

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  • ISS
  • Canadrm2, a complex robotic telemanipulator with seven joints. With three joints at each end (wrist joints) and one in the middle (elbow joint), T he difficulty of manipulatig this device cannot be fully appreciated before trying to. Astronauts need a thorough training, and F requente refreshers.
  • Portion of the workstation that allows controlling Canadarm2 on the iSS. The astronaut manipulates the robotic arm with two joysticks. He has T o optimize the lmited views offered by the three monitors.
  • Portion of the workstation that allows controlling Canadarm2 on the iSS. The astronaut manipulates the robotic arm with two joysticks. He has T o optimize the lmited views offered by the three monitors.
  • C onsciência é apontada como um diferencial dos seres humanos Apesar de todos os testes é muito dificil assegurar que uma teoria esta realmente correta. Controle gerado pela consciência é potencialmente mais eficaz Elemento integrador M aquina virtual serial em um arquitetura paralela (Dennet)
  • %cite{James1892} sugere que a melhor metáfora para representar a característica de continuidade da consciência é chamá-la de fluxo de pensamentos ou consciência, uma vez que a consciência não é um conjunto de fragmentos postos juntos, mas um fluxo contínuo de reflexões. %cite{Minsky1991} diz que consciência é a organização de diferentes formas do ser humano saber o que acontece dentro da sua mente, corpo e no mundo exterior. Ele também considera que a mente é &amp;quot;o que o cérebro faz&amp;quot;. %cite{Searle1995} defende que &apos;consciência&apos; não admite uma definição em termos de gênero, propriedades, ou condições de necessidade e suficiência. Para ele, a consciência é apenas uma característica do cérebro, um processo neurobiológico citep{Searle1997}. %citep{Edelman1992} afirma que a consciência é um processo resultante das funções corporais, da organização e funcionamento do cérebro de cada indivíduo. Assim a consciência seria corpórea e somente seres corporais poderiam experienciar a consciência como indivíduos. %cite[p. 210]{Dennet1991} postula que a consciência humana pode ser compreendida como a operação de uma máquina virtual do tipo Von Neumann (serial) implementada no cérebro, uma arquitetura paralela.
  • Informalidade com que a arquitetura está sendo proposta (entao)
  • C iclo simplificação que não prejudica as ideias permite que funcione (rever ciclo)
  • C iclo simplificação que não prejudica as ideias permite que funcione (rever ciclo)
  • C iclo simplificação que não prejudica as ideias permite que funcione (rever ciclo)
  • G rafico
  • G rafico
  • G rafico
  • G rafico
  • G rafico
  • Análise da Arquitetura Baars-Franklin de Consciência Artificial Aplicada a uma Criatura Virtual

    1. 1. Análise da Arquitetura Baars-Franklin de Consciência Artificial Aplicada a uma Criatura Virtual Ricardo Capitanio M. Silva Orientador: Ricardo R. Gudwin DCA-FEEC-UNICAMP 15/07/2009
    2. 2. Roteiro <ul><li>Introdução </li></ul><ul><li>Motivação </li></ul><ul><li>Teorias gerais de consciência </li></ul><ul><ul><li>Teoria do workspace global (Baars) </li></ul></ul><ul><li>Consciência artificial </li></ul><ul><ul><li>Arquitetura Baars-Franklin </li></ul></ul><ul><li>Experimento </li></ul><ul><li>Análises </li></ul><ul><li>Considerações finais </li></ul>
    3. 3. Introdução <ul><li>Crescimento nas pesquisas </li></ul><ul><li>Tema em estágio pré-paradigmático </li></ul><ul><li>Existem diferentes abordagens </li></ul><ul><ul><li>Teorias de consciência </li></ul></ul><ul><ul><li>Consciência Artificial </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Entendimento ingênuo da consciência </li></ul></ul></ul><ul><li>Arquitetura Baars-Franklin </li></ul>
    4. 4. C M attie: Primeiro Agente “Consciente” <ul><li>Agendamento de seminários </li></ul><ul><ul><li>Reserva de salas </li></ul></ul><ul><ul><li>Anúncio dos eventos da próxima semana </li></ul></ul><ul><li>Comunicação por email </li></ul><ul><ul><li>Linguagem natural </li></ul></ul>CMattie
    5. 5. Conag: Um framework para agentes “conscientes”
    6. 6. IDA: Intelligent Distribution Agent <ul><li>Lê dados de pessoal </li></ul><ul><li>Verifica a lista de requisição de trabalhos </li></ul><ul><li>Segue as políticas da Marinha </li></ul><ul><li>Negocia com as os marinheiros as atribuições </li></ul><ul><ul><li>Email </li></ul></ul>
    7. 7. CTS: Conscious Tutoring System
    8. 8. CTS: Conscious Tutoring System
    9. 9. CTS: Conscious Tutoring System
    10. 10. CTS: Conscious Tutoring System
    11. 11. Por que estudar Consciência Artificial? <ul><li>Vantagens: </li></ul><ul><ul><li>Seres humanos (Koch 2004) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sumário Executivo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Automatização </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Sistemas inteligentes (Sanz et al. 2007) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Artefatos mais parecidos com seres humanos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Estudos de sistemas naturais </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Máquinas mais eficazes </li></ul></ul></ul>
    12. 12. Objetivos do trabalho <ul><li>Estudar as abordagens mais relevantes de consciência e de consciência artificial </li></ul><ul><li>Levantar as principais implementações existentes </li></ul><ul><li>Verificar as vantagens e desvantagens do uso da tecnologia Baars-Franklin </li></ul><ul><ul><li>Implementação de um agente </li></ul></ul>
    13. 13. Teorias de Consciência <ul><li>Block </li></ul><ul><ul><li>Conceito híbrido </li></ul></ul><ul><ul><li>P/A/M/S-Consciência </li></ul></ul><ul><li>Edelman </li></ul><ul><ul><li>Primeiro e segundo repertórios </li></ul></ul><ul><ul><li>Mapas reentrante </li></ul></ul><ul><li>Dennett </li></ul><ul><ul><li>máquina virtual do tipo Von Neumann (serial) implementada no cérebro, uma arquitetura paralela. </li></ul></ul><ul><li>Baars </li></ul><ul><ul><li>Teoria do Workspace Global </li></ul></ul>
    14. 14. Teoria do Workspace Global <ul><li>Pontos convergentes com outras teorias </li></ul><ul><li>Principais componentes: </li></ul><ul><ul><li>Processadores especializados </li></ul></ul><ul><ul><li>Coalizões </li></ul></ul><ul><ul><li>Contextos </li></ul></ul><ul><ul><li>Workspace Global </li></ul></ul>
    15. 15. Metáfora do Teatro Interativo WG Holofote Consciência Audiência (Inconsciente) Contexto (Inconsciente) Audiência (Inconsciente) Conceitual Cultural Percepção Objetivo Memória de Trabalho Processos Coalizão
    16. 16. Consciência Artificial <ul><li>Junichi Takeno (Japão) </li></ul><ul><ul><li>Robôs autoconsciente </li></ul></ul><ul><li>Antonio Chella (Itália) </li></ul><ul><ul><li>Cicerobot </li></ul></ul><ul><li>Owen Holland (Inglaterra) </li></ul><ul><ul><li>Cronos </li></ul></ul><ul><li>Ron Sun (EUA) </li></ul><ul><ul><li>Clarion </li></ul></ul><ul><li>Pentti Haikonen (Finlândia) </li></ul><ul><ul><li>Sistema Cognitivo Neural </li></ul></ul><ul><li>Stan Franklin (EUA) </li></ul><ul><ul><li>CMattie/Conag/IDA/LIDA </li></ul></ul>
    17. 17. Arquitetura Baars-Franklin <ul><li>Processadores Especializados – Codelets </li></ul><ul><li>Contextos – Coalizões </li></ul><ul><li>Teatro </li></ul><ul><ul><li>Palco: codelets ativos </li></ul></ul><ul><ul><li>Bastidores e Plateia: codelets inativos </li></ul></ul>
    18. 18. Teorias Precursoras <ul><li>Arquitetura Copycat – Hofstadter </li></ul><ul><li>Rede de Comportamentos – Maes </li></ul><ul><li>Memória Sparsamente Distribuída – Kanerva </li></ul><ul><li>Teoria do Pandemônio – Selfridge / Jackson </li></ul><ul><li>Teoria do Workspace Global - Baars </li></ul>
    19. 19. Arquitetura Baars-Franklin
    20. 20. Rede de Comportamentos <ul><li>Maes 1989 (Negatu 2006) </li></ul>
    21. 21. Mecanismo de Consciência
    22. 22. Ciclo cognitivo <ul><li>9 etapas </li></ul><ul><li>1-3 “inconsciente” </li></ul><ul><li>4-9 interação entre consciência e rede de comportamentos </li></ul><ul><li>Facilita a implementação, sem prejudicar as ideias anteriores </li></ul>
    23. 23. Ciclo cognitivo, dividido em 9 etapas <ul><li>Percepção </li></ul><ul><li>Percepto no buffer pré-consciente </li></ul><ul><li>Associações Locais </li></ul><ul><li>Competição pela consciência </li></ul><ul><li>Broadcast Consciente </li></ul><ul><li>Recrutamento de recursos </li></ul><ul><li>Configurando a hierarquia de contextos de objetivos </li></ul><ul><li>Escolha da ação </li></ul><ul><li>Realização da ação </li></ul>
    24. 24. Nosso Experimento <ul><li>Tentativa de criar um partindo somente da literatura </li></ul><ul><ul><li>Artigos e teses (Bogner 1999, Negatu 2006 e Dubois 2007). </li></ul></ul><ul><ul><li>Dificuldades na geração do código </li></ul></ul><ul><li>Convênio com Universidade de Memphis </li></ul><ul><ul><li>Conag (Bogner 1999) </li></ul></ul><ul><ul><li>Rede de Comportamentos (D' Mello) </li></ul></ul><ul><li>Criatura virtual </li></ul><ul><ul><li>Problema de navegação </li></ul></ul><ul><ul><li>Adaptações nos módulos de Memphis </li></ul></ul><ul><ul><li>Criação de codelets </li></ul></ul>
    25. 25. Problema exemplo <ul><li>Sensores </li></ul><ul><ul><li>Carga de bateria </li></ul></ul><ul><li>Atuadores </li></ul><ul><li>Velocidade </li></ul><ul><li>Direção </li></ul>
    26. 26. Arquitetura Cliente-Servidor
    27. 27. Simulador (Ambiente 2D)
    28. 28. Controlador Posto de recarga Landmarks Obstáculo Criatura Meta
    29. 29. Laboratório
    30. 30. CAV
    31. 31. Tipos de codelets (CAV) <ul><li>Comunicação </li></ul><ul><ul><li>Atualiza as informações do controlador </li></ul></ul><ul><li>Percepção </li></ul><ul><ul><li>Consolida as informações do ambiente (sensor visual) </li></ul></ul><ul><li>Atenção </li></ul><ul><ul><li>Monitora a memória de trabalho e a rede de comportamentos </li></ul></ul><ul><li>Expectativa </li></ul><ul><ul><li>Tipo especial de codelet de atenção </li></ul></ul><ul><ul><li>Monitora os codelets de comportamento </li></ul></ul><ul><li>Comportamento </li></ul><ul><ul><li>Altera os parâmetros dos codelets motores </li></ul></ul><ul><li>Motor </li></ul><ul><ul><li>Gera o comportamento pelas ações nos atuadores </li></ul></ul>
    32. 32. CAV
    33. 33. Comportamentos
    34. 34. Transferência de Ativação
    35. 35. Cadeias de Comportamentos
    36. 36. Ciclo de CAV (5 etapas) <ul><li>Percepção </li></ul><ul><li>Percepto no buffer pré-consciente </li></ul><ul><li>Associações Locais </li></ul><ul><li>Competição pela consciência </li></ul><ul><li>Broadcast Consciente </li></ul><ul><li>Recrutamento de recursos </li></ul><ul><li>Configuração da hierarquia de contextos de objetivos </li></ul><ul><li>Escolha da ação </li></ul><ul><li>Realização da ação </li></ul>
    37. 37. Ciclo de CAV (5 etapas) <ul><li>Competição pela consciência </li></ul><ul><li>Broadcast Consciente </li></ul><ul><li>Configuração da hierarquia de contextos de objetivos </li></ul><ul><li>Escolha da ação </li></ul><ul><li>Realização da ação </li></ul>
    38. 38. Sensor Visual
    39. 39. Agrupamento
    40. 40. Armazenamento
    41. 41. Geração de Caminhos
    42. 42. Demonstração Clique aqui para ver no You Tube
    43. 43. Análise mecanismo de consciência <ul><li>Primeiro minuto de um experimento </li></ul><ul><li>Threads ativas </li></ul><ul><li>Número de codelets </li></ul><ul><li>Codelet consciente </li></ul>
    44. 44. Threads ativas
    45. 45. Codelets em campo
    46. 46. Codelet consciente 1 – Plan Generator 2 – Obstacle Recorder 3 – Target Carrier 4 – Collision Detector 5 – Path checker 6 – Energy Checker
    47. 47. Características <ul><li>Decisões sobre dados atualizados </li></ul><ul><ul><li>Remoção de sincronizadores nos registros da memória de trabalho (ConAg) </li></ul></ul><ul><ul><li>Validade dos dados </li></ul></ul>
    48. 48. Características <ul><li>Sumário Executivo </li></ul><ul><ul><li>Filtro para a percepção </li></ul></ul>
    49. 49. Características <ul><li>Processamento paralelo x serial </li></ul><ul><ul><li>ABF como instância da ideia de Dennet </li></ul></ul>
    50. 50. Considerações Finais <ul><li>Contribuições </li></ul><ul><ul><li>Estudo das abordagens de teorias de consciência e </li></ul></ul><ul><ul><li>de consciência artificial </li></ul></ul><ul><ul><li>Refinamentos no simulador 2D </li></ul></ul><ul><ul><li>Desenvolvimento de um agente utilizando a ABF </li></ul></ul><ul><ul><li>Esclarecimento da arquitetura </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Uso, importância, vantagens </li></ul></ul></ul><ul><li>Limitações </li></ul><ul><ul><li>Formalização da teoria </li></ul></ul><ul><ul><li>Protótipo </li></ul></ul><ul><ul><li>Comportamentos com escopo restrito </li></ul></ul>
    51. 51. Considerações Finais <ul><li>Trabalhos Futuros </li></ul><ul><ul><li>Melhorias do ambiente de simulação </li></ul></ul><ul><ul><li>Adição de outros mecanismos da ABF ao agente </li></ul></ul><ul><ul><li>Formalização da teoria </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Rede de processamento de recursos – RP-Net </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Mecanismo de aprendizado de novos comportamentos </li></ul></ul><ul><ul><li>Uso de outros mecanismos de seleção de ação, </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>e.g.: (Dorer 1999) </li></ul></ul></ul>
    52. 52. Bibliografia <ul><li>Bogner, Myles Brandon. 1999 (December). Realizing &quot;Consciousness&quot; in Software Agents. Ph.D. thesis, The University of Memphis. </li></ul><ul><li>Dubois, Daniel. 2007a (August). Constructing an agent equipped with an artificial consciousness: application to an intel ligent tutoring system. Ph.D. thesis, Université du Québec à Montréal. </li></ul><ul><li>Negatu, Aregahegn Seifu. 2006 (August). Cognitively Inspired Decision Making for Software Agents: Integrated Mechanisms for Action Selection, Expectation, Au- tomatization and Non-Routine Problem Solving. Ph.D. thesis, The University of Memphis </li></ul><ul><li>Tese + 150 referências </li></ul>

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