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Análise da Arquitetura Baars-Franklin de Consciência Artificial Aplicada a uma Criatura Virtual

Ricardo Capitanio M. SilvaOrientador: Ricardo R. Gudwin

DCA-FEEC-UNICAMP

15/07/2009

Roteiro

Introdução Motivação Teorias gerais de consciência

Teoria do workspace global (Baars) Consciência artificial

Arquitetura Baars-Franklin Experimento Análises Considerações finais

Introdução

Crescimento nas pesquisas Tema em estágio pré-paradigmático Existem diferentes abordagens

Teorias de consciência Consciência Artificial

• Entendimento ingênuo da consciência

Arquitetura Baars-Franklin

CMattie: Primeiro Agente “Consciente”

Agendamento de seminários Reserva de salas Anúncio dos eventos da próxima semana

Comunicação por email Linguagem natural

CMattie

Conag: Um framework para agentes “conscientes”

IDA: Intelligent Distribution Agent

Lê dados de pessoal Verifica a lista de

requisição de trabalhos Segue as políticas da

Marinha Negocia com as os

marinheiros as atribuições Email

CTS: Conscious Tutoring System

CTS: Conscious Tutoring System

CTS: Conscious Tutoring System

CTS: Conscious Tutoring System

Por que estudar Consciência Artificial?

Vantagens: Seres humanos (Koch 2004)

• Sumário Executivo• Automatização

Sistemas inteligentes (Sanz et al. 2007)• Artefatos mais parecidos com seres humanos• Estudos de sistemas naturais• Máquinas mais eficazes

Objetivos do trabalho

Estudar as abordagens mais relevantes de consciência e de consciência artificial

Levantar as principais implementações existentes Verificar as vantagens e desvantagens do uso da

tecnologia Baars-Franklin Implementação de um agente

Teorias de Consciência

Block Conceito híbrido P/A/M/S-Consciência

Edelman Primeiro e segundo repertórios Mapas reentrante

Dennett máquina virtual do tipo Von Neumann (serial)

implementada no cérebro, uma arquitetura paralela. Baars

Teoria do Workspace Global

Teoria do Workspace Global

Pontos convergentes com outras teorias Principais componentes:

Processadores especializados Coalizões Contextos Workspace Global

Metáfora do Teatro Interativo

Memória de

Trabalho

WGHolofote

Consciência

Audiência(Inconsciente)

Contexto(Inconsciente)

Audiência(Inconsciente)

Processos

Coalizão

Con

ceit

ual C

ultu

ral

Percepçã

o

Objet

ivo

Consciência Artificial

Junichi Takeno (Japão) Robôs autoconsciente

Antonio Chella (Itália) Cicerobot

Owen Holland (Inglaterra) Cronos

Ron Sun (EUA) Clarion

Pentti Haikonen (Finlândia) Sistema Cognitivo Neural

Stan Franklin (EUA) CMattie/Conag/IDA/LIDA

Arquitetura Baars-Franklin

Processadores Especializados – Codelets Contextos – Coalizões Teatro

Palco: codelets ativos Bastidores e Plateia: codelets inativos

Teorias Precursoras

Arquitetura Copycat – Hofstadter Rede de Comportamentos – Maes Memória Sparsamente Distribuída –

Kanerva Teoria do Pandemônio – Selfridge / Jackson Teoria do Workspace Global - Baars

Arquitetura Baars-Franklin

Rede de Comportamentos

Maes 1989 (Negatu 2006)

Mecanismo de Consciência

Ciclo cognitivo

9 etapas 1-3 “inconsciente” 4-9 interação entre consciência e rede de

comportamentos Facilita a implementação, sem prejudicar as ideias

anteriores

Ciclo cognitivo, dividido em 9 etapas

1. Percepção

2. Percepto no buffer pré-consciente

3. Associações Locais

4. Competição pela consciência

5. Broadcast Consciente

6. Recrutamento de recursos

7. Configurando a hierarquia de contextos de objetivos

8. Escolha da ação

9. Realização da ação

Nosso Experimento

Tentativa de criar um partindo somente da literatura Artigos e teses (Bogner 1999, Negatu 2006 e Dubois

2007). Dificuldades na geração do código

Convênio com Universidade de Memphis Conag (Bogner 1999) Rede de Comportamentos (D' Mello)

Criatura virtual Problema de navegação Adaptações nos módulos de Memphis Criação de codelets

Problema exemplo

Sensores Carga de bateria

Atuadores

Velocidade Direção

Arquitetura Cliente-Servidor

Simulador (Ambiente 2D)

Controlador

Posto de recarga

Landmarks

Obstáculo

Criatura

Meta

Laboratório

CAV

Tipos de codelets (CAV)

Comunicação Atualiza as informações do controlador

Percepção Consolida as informações do ambiente (sensor visual)

Atenção Monitora a memória de trabalho e a rede de

comportamentos Expectativa

Tipo especial de codelet de atenção Monitora os codelets de comportamento

Comportamento Altera os parâmetros dos codelets motores

Motor Gera o comportamento pelas ações nos atuadores

CAV

Comportamentos

Transferência de Ativação

Cadeias de Comportamentos

Ciclo de CAV (5 etapas)

1. Percepção

2. Percepto no buffer pré-consciente

3. Associações Locais

4. Competição pela consciência

5. Broadcast Consciente

6. Recrutamento de recursos

7. Configuração da hierarquia de contextos de objetivos

8. Escolha da ação

9. Realização da ação

Ciclo de CAV (5 etapas)

1. Competição pela consciência

2. Broadcast Consciente

3. Configuração da hierarquia de contextos de objetivos

4. Escolha da ação

5. Realização da ação

Sensor Visual

Agrupamento

Armazenamento

Geração de Caminhos

Demonstração

Clique aqui para ver no You Tube

Análise mecanismo de consciência

Primeiro minuto de um experimento Threads ativas Número de codelets Codelet consciente

Threads ativas

Codelets em campo

Codelet consciente

1 – Plan Generator 2 – Obstacle Recorder 3 – Target Carrier 4 – Collision Detector 5 – Path checker 6 – Energy Checker

Características

Decisões sobre dados atualizados Remoção de sincronizadores nos registros da memória de

trabalho (ConAg) Validade dos dados

AM BIENTE

AG ENTE

P E R C E P Ç Ã O

SEN

SOR

ES

AT

UA

DO

RE

S

A Ç Ã OM O D E L OM U N D O

Características

Sumário Executivo Filtro para a percepção

Características

Processamento paralelo x serial ABF como instância da ideia de Dennet

Considerações Finais

Contribuições Estudo das abordagens de teorias de consciência e de consciência artificial Refinamentos no simulador 2D Desenvolvimento de um agente utilizando a ABF Esclarecimento da arquitetura

• Uso, importância, vantagens

Limitações Formalização da teoria Protótipo Comportamentos com escopo restrito

Considerações Finais

Trabalhos Futuros Melhorias do ambiente de simulação Adição de outros mecanismos da ABF ao agente Formalização da teoria

• Rede de processamento de recursos – RP-Net Mecanismo de aprendizado de novos comportamentos Uso de outros mecanismos de seleção de ação,

• e.g.: (Dorer 1999)

Bibliografia

Bogner, Myles Brandon. 1999 (December). Realizing "Consciousness" in Software Agents. Ph.D. thesis, The University of Memphis.

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.

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

Tese + 150 referências