人工智能本质探索和基本框架模拟实现

鲍曙光 许曌铨 罗丹丹

摘  要：随着人类对自身意识运作机制了解的逐步加深，在不久的将来，研发具有人类高级意识的人工智能机器人，将不再只是科幻故事里的事件，奇点时代即将到来。文章给出了意识系统的概念，介绍了生命意识、客观意识、主观意识的定义和本质以及三者之间的关系，探究了强人工智能的本质和模拟实现。尝试用计算机系统模拟人类意识，研究了计算机系统模拟意识系统的基本框架，实现了基本框架的程序代码。

关键词：意识;人工智能;计算机系统;模拟实现;记忆存储

中图分类号：TP18          文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）23-0077-03

Artificial Intelligence Essence Exploration and Basic Framework

Simulation Implementation

BAO Shuguang， XU Zhaoquan， Luo Dandan

（Vocational Education Center， China Coast Guard Academy， Ningbo  315801， China）

Abstract： With the gradual deepening of human understanding of the operation mechanism of their own consciousness， in the near future， the development of artificial intelligent robots with human advanced consciousness will no longer be just an event in science fiction stories， and the singularity era is coming. This paper gives the concept of consciousness system， introduces the definition and essence of life consciousness， objective consciousness and subjective consciousness， as well as the relationship among them， and explores the essence and simulation realization of strong artificial intelligence. It attempts to simulate human consciousness with computer system， studies the basic framework of computer system simulating consciousness system， and realizes the program code of the basic framework.

Keywords： consciousness; artificial intelligence; computer system; simulation implementation; memory storage

0  引  言

第一作者在《人工智能意识觉醒的遐想》一文中阐述了自己对意识和人工智能的肤浅理解，认为不同类型人工智能的本质和实现原理是不同的。为了让读者更好地理解人工智能的本质，本文引用“意识系统”这个词作阐述，把意识系统简单地定义为不断与外界交互，能够感知自身存在，并确保自身安全，在一定条件下能够自我迭代的系统。目前计算机系統基本能够实现弱人工智能，但要想实现强人工智能，首先要让它成为一个有意识的系统。本文试图通过设计一个逻辑结构，在计算机系统和强人工智能之间架起一座桥梁，从而实现用计算机系统模拟高级意识系统。

1  意识的分类和本质

马斯洛将人类需求分为8个层次的需求，本文认为马斯洛没有充分领会唯物辩证主义思想的精髓，没有认识到客观意识的重要性。强人工智能的意识系统应该具有3种不同类型的意识：

1.1  生命意识

生命意识属于低级意识，它包括生命、死亡、安全、发展等意识。它的核心本质是指系统能够感知自身存在和安全，并具有确保自身存在和安全的意识，具有第一性。就像AlphaGo这样强大的系统也只能算是弱人工智能，它也是没有生命意识的。所以要想实现强人工智能，首先要使计算机模拟系统具有生命意识（即存在意识，当阐述强人工智能等意识形态时，用“存在意识”替代“生命意识”更加合适）。法国数学家、哲学家笛卡尔提出著名的“我思故我在”思想，正是体现了生命意识的真谛。

1.2  客观意识

客观意识属于核心意识，它包括对比、判断、推演、归纳等认知意识。它的核心本质是系统在满足低级意识的基础上，与外界进行信息交互，并根据客观事实获得认知，能够自主地迭代原有意识模式和信息。目前，计算机系统处理信息的方法就是利用设计好的程序来输出结果，并实现信息存储，而高级意识系统的不同之处在于能够自主迭代意识模式和存储信息。客观意识的计算机模拟比较复杂，我们专门成立了一个课题小组，下一步将进行深入研究。

1.3  主观意识

主观意识属于高级意识，包括自由、归属和爱、尊重、审美、自我实现、超越等意识。它的核心本质是追求自由，或者说是推崇系统的自主性、随机性、多样性、变异性。马斯洛人类需求层次理论中的3、4、6、7、8层分别是归属和爱、尊重、审美、自我实现、超越的需求，本文认为，它们之间不存在明显的层次关系。以上几个需求，与人是群体性动物有着密切的关系，对于独立的个体来说，自身具有追求自由的需求，同时他作为群体中的一员还具有与其他个体协作的需求，所以演化出归属和爱、尊重等高级需求。

2  意识之间的关系

低级意识简单，高级意识复杂，低级意识决定高级意识，高级意识优先呈现。在人脑中，所显现出来的往往是高级意识，而低级意识却在默默起作用。比如，在“我想收藏一个古董”这个高级审美意识之下，自动隐含着辨识古董真假的客观意识，在这个客观意识之下又隐含了必须解决温饱的生命意识。

生命意识、客观意识、主观意识三者之间存在着由低级到高级的关系。一般情况下，三者之间的关系是不能颠倒，不能改变的。现实生活中有很多“舍生取义”的特例，看似违背了意识系统的层次性，但其背后却有着更深层次的含义。比如荆轲刺秦王的故事，可以从群体利益角度考虑，荆轲那是为了国人的安危而做出的牺牲。意识层次关系图如图1所示。

3  强人工智能系统遵循的原则

简单来说，强人工智能系统本质上就是高级意识的模拟系统。强人工智能的计算机模拟系统必须遵循以下几个原则：

（1）系统由不同的模式组成，它们相互作用并与外界交换信息，永不停止;

（2）系统根据客观事实，不断修改存储信息和模式;

（3）存储信息具有关联性、抽象性、模糊性、动态性、遗忘性等。

说明：本文将强人工智能计算机模拟系统理解为由模式和存储信息两大部分组成。其中，模式可以理解为由不同程序、库文件、类、函数等按照一定的规则组成的结构和代码内容。

4  强人工智能系统的实现

4.1  计算机系统模拟框架

强人工智能计算机模拟系统包括MyRobot、Subjective、Objective、Life、Change等5个基本意识模式（程序），它们并行运行，相互协调：

MyRobot主要负责意识系统的总调度，即根据一定算法调度不同优先级的意识。Subjective主要负责主观意识的调度，包括调度归属和爱、尊重、审美等意识系统。Objective主要负责客观意识的调度，包括调用感知系统、认知系统等。Life主要负责系统的安全运行，基本上不允许修改，所起的作用相当于人脑的小脑。它和Life相互唤醒，确保意识系统的不停运转，具有备份功能。Change主要负责修改其他模式的模式。系统框架图如图2所示。

4.2  意识模式协调机制

强人工智能计算机模拟系统中意识模式之间的交互是不断变化的，是一个重要的协调机制。它涉及模式与模式之间的参数传递机制、模式更新机制、公共资源维护机制，实现对模式、公共参数、类等项的自主维护。下面简单介绍模式更新机制的基本原则：

（1）系统更换新模式后，新模式要接受客观事实的验证，确认新模式是否可行。

（2）將新模式与原模式进行对比，选择最优模式。

（3）新模式更新遵循随机原则。

需要维护的模式记录表主要包括编号、名称、功能、参数、文件路径、使用状态等属性。

4.3  计算机系统模拟的部分代码

文中程序代码使用的是C#语言。

4.3.1  MyRobot模式的部分源代码

MyRobot负责主界面和模式调度，部分代码为：

string Pname = "Life";

for （int i = 1; true; i++）

{Process[] AppN = Process.GetProcessesByName（Pname）;

If（AppN.ToList（）.Count <= 0）

{ Process.Start（"life "）; }//唤醒生命意识

AppN = Process.GetProcessesByName（Pname）;

if （AppN.ToList（）.Count <= 0）

{Process.Start（Pname）;}//唤醒客观意识

AppN = Process.GetProcessesByName（"Objective"）;

if （AppN.ToList（）.Count <= 0）

{Process.Start（"Subjective"）;}//唤醒主观意识

MyRobot.MyCall（"gz"）;//调用感知系统

MyRobot.MyCall（"zx"）;//调用执行系统}

4.3.2  Change模式设计思路

以下是部分源代码：

//修改文件代码：

if （System.IO.File.Exists（FPatch））

{myfile1.EditFile（FLine， LContent， FPatch）;

//引用MyFile.dll动态库中的内容修改函数EditFile

//EditFile（修改的行， 修改内容， 文件路径）

}else{Console.WriteLine（"文件不存在！＼r＼n"）;}

//编译文件代码：

Process[] AppN = Process.GetProcessesByName（FName）;

if （LocalNameApp.ToList（）.Count > 0）

{ foreach （var app in LocalNameApp）

{    if （！app.HasExited）

{app.Kill（）;}}}

String p ="/out："+FName + ".exe" + " " + FName+".cs";

Process.Start（"csc"， Canshu）;// csc为编译程序

//启动exe文件代码：

LocalNameApp = Process.GetProcessesByName（FName）;

if （LocalNameApp.ToList（）.Count <= 0）//

{Process.Start（FName）; }

Change程序流程图如图3所示。

5  基本框架的应用

如图2所示的基本框架是意识模拟系统的基本结构图，是模拟系统的四梁八柱，需要保持不变，它的核心部分和难点是客观意识的模拟。目前，我们已经将设计思想和基本框架应用到网络爬虫、自然语言识别、语音识别、图像处理等领域。基本方法是对程序进行模块化管理，让模拟系统从程序模块数据库中按照一定算法选取程序，在基本框架结构下，测试不同程序，根据感知系统反馈的信息，按照一定算法识别哪个模块程序更加适合系统，从而实现系统迭代更新目的。目前，在这种模式下，模拟系统可以自行修改自身的程序，但是自主性还是比较低，需要依赖于人类智慧。基本框架的结构很简单，在程序设计中，我们更加关注框架的稳定性和通用性问题，在实际应用中我们将它作为运行其他系统的一个平台，进行了测试，效果比较理想。

6  结  论

通过对意识模拟系统的试探性研究以及对基本框架的设计和测试，课题小组认为按照目前的理论知识和技术，计算机模拟系统可以无限接近人类智慧，但绝不会超越人类智慧。为了更加深入地认识人类自身意识运行机制、开发富有人类智慧和情感的机器人，课题小组将进一步研究意识模拟系统与图像识别系统、语音识别系统等现有感知系统的接入方法，通过数据分析和模型迭代，不断修正意识模拟系统，重点研究意识模拟系统认识客观世界本质的方法（如演绎、归纳等）及信息抽象和记忆存储的数据结构。

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作者简介：鲍曙光（1979.03—），男，汉族，浙江宁波人，讲师，硕士，研究方向：人工智能;许曌铨（1976.10—），男，汉族，云南姚安人，高级工程师，硕士，研究方向：人工智能。