Tartu Ülikool
Psühholoogia Osakond

Roland Pihlakas

Mõtlemise tasandid ja nende modelleerimine.
Esimesed tasandid.

Seminaritöö projekt

Juhendaja: Kairi Kreegipuu
Läbiv pealkiri: mõtlemise tasandite modelleerimine

Tartu 2004

Plaanitav tegevus: lahendada tehisintellekti ülesannet sammhaaval. Mõistes, mis on inimese peas toimiva süsteemi elemendid, luua algupärane mudel. Mitte luua spetsiifilise keeruka ülesande lahendamise simulatsiooni. Töö oluliseks aluseks on arengupsühholoogia kognitiivse kui neuroteaduse poole pealt. See ongi käesoleva töö uudsuse aspekt. 
Eesmärk: Loodava mudeli toel on paremini võimalik välja arendada tugevat TI.

Senised mudelid ja teadmised, mille põhjal käesoleva töö arendan:
•	Mõtlemine ja võimed
•	mõtlemise tasemed – naturaalsed kui kultuurilised – käesolevas töös neist ainult esimesed kolm, mis kõik on mittesümbolilised (Vygotsky, 1996, Toomela, 1996a)
•	kõrgemad mõtlemise tasemed, seal hulgas sümboliline mõtlemine (Võgotsky, Toomela)
•	intellekti aspektid (ex. Gardner, 1983; Goldberg 1989 „Gradiental Approach to Neocortical Functional Organization”)
•	loomade käitumine
•	olulised stiimulid ja olekud, emotsioonid, motiivid; olulised käitumismustrid, tegevus; tingimine ja õppimine (Pavlov, K. Lorenz, Nikolaas Tinbergen)
•	taipamine, ahvid (Köhler)
•	tehisintellekti lahendused
•	virtuaalsed närvivõrgud (Gary F. Marcus „The Algebraic Mind”; Wikipedia; Jaak Laineste 2000)
•	geneetilised algoritmid; sümbolilised mudelid; paljud muud tehisintellekti lahendused (Wikipedia; Ti I ja II kursus informaatikateaduskonnas, ........)
•	närviteadus
•	rakkude kasv; rakkude vaheliste seoste tekkimine; laenglemine; sünapsite tüübid; lühimälu; intellekti neuroloogilised korrelaadid (.........)
•	teadmised aju üldehitusest, neuropsühholoogia
•	aju funktsionaalne topoloogia; teatud piirkondade eripärad, funktsioonide ja neuronite omaduste poolest; ühendused piirkondade vahel (.........)
•	üldparadigmad
•	arenguline, süsteemne lähenemine. Psühholoogia. Modulaarsus
•	interdistsiplinaarsus
•	tugev TI (võimed) vastandatuna nõrgale TI-le (teadmiste jäljendus)

Mida plaanin teha, miks teen just nõnda, mida parandan:
Luua esimesi mõtlemise tasemeid jäljendav mudel. Kuna lähenen ülesandele arenguliselt, siis on lootust, et tekkiv mudel on rohkemal määral mudel ja vähem simulatsion, kui muud tehisintellekti lahendused. 
Väga palju on tegeletud tehisintellektis spetsiifiliste ülesannete lahendamisega, kuid need ülesanded on kas kultuurilised ja ei oma palju pistmist aju ehitusega, või on loodud simulatsioonid mingitele spetsiifilistele funktsionaalsele süsteemidele nagu näiteks nägemine, motoorika jne. Ekspertsüsteemide puhul on püütud anda masinale teadmised, kuidas infoga ringi käia, ehk siis mingis mõttes „õpetada” mõtlemise võtteid teatud vallas. 
Minu teada ei ole seni intelligentse süsteemi elemente arengulises järjekorras kokku panna proovitud. On üritatud tegeleda teadmiste arenguga, aga seda mingis valmissüsteemis.
Minu eesmärk on modelleerida võimeid, mitte keskenduda teadmiste konstrueerimisele.
Seega loodav mudel on erinev, kuid ei saa kohe praegu öelda, et „parem”, sest arenguline mudel tähendab ka vigade tegemist, vigadest õppimist. Paremaks osutub mudel siis, kui temast saab loodud võimalikult edukas baas kõrgemate, astmeliselt lisanduvate, eelmistele toetuvate mõtlemise tasemete modelleerimiseks. Esialgu pole eesmärkide hulgas effektiivsus arvutuslikus mõttes.

Esialgsed lahendusideed tasemete modelleerimiseks
Tehisintellektis on mõnes kohas kasutusel virtuaalsed närvivõrgud, kuid neil puudub mõtlemisvõime, neid nimetatakse „pertseptronideks”, ehk siis – neil on mõningal määral võime infot korrastada, taju otstarbel. Üks teine suund on sümbolilised võrgud, mis peaksid oletatavasti samuti suutma iseorganiseeruda. See suund tegeleb aga ühikutega, mis mõtlemise tasemete järgi on võrdlemisi kõrgemal. Murrangulist edu pole ka siin saavutatud.
Oma töös alustan modifitseeritud pertseptroni mudeli sissetoomisest, kasutades muuhulgas geneetilisi algoritme. Siin esineb õppimisvõime, mõtlemist ei ole veel.
Järgmine samm on differentseerunum, keerukam blokk-skeem, mis koosneb mitmest eraldiseisvast närvivõrgust, funktsionaalsetest blokkidest ja kindlatest ühendustest mainitud osade vahel. Süsteemi ülesehitus ei ole enam sugugi ainult iseorganiseerumise hooleks jäetud. Töö lõpekski viimati kirjeldatud 3nda tasandiga, kus tuleb lahendada primitiivse taipamise võime mudel. Sümbolilise mõtlemise esimeste tasemeteni käesolevas töös ei kindlasti jõua, kuid pean seda arengusihti silmas.
Töös püüan mitmeid eri nähtuste kohta käivaid teooriaid ja mudeleid omavahel suhestada, nõnda et nad ei jää enam eraldiseisvateks. Loodav mudel peaks olema tänu arengulisele ülesehitusele ja sisemisele differentseeritusele paindlikum ning võimaldama hiljem järk-järgult süsteemile muid kõrgema taseme elemente ja võimeid paremini-paindlikumana juurde tuua.