JSAI 2022
OS-10 System1型+2型統合AIへの展望[1N5-OS-10b-01]
2022年6月14日(火) 16:20 〜 16:40

意識のEntification仮説〇山川 宏1,2、布川 絢子2、松尾 豊1(1. 東京大学、2. 全脳アーキテクチャ・イニシアティブ)

1背景：意識研究の現状

ここ30年程で意識研究は急進展するも全体の見通しが悪い– 意識研究の学際化が進み、異なる学問領域で様々な理論が提案– それら理論間の関係が不明瞭であり、比較検討が難しい[Niikawa, 2020] Niikawa, T. A Map of Consciousness Studies: Questions and Approaches. Front. Psychol. 11, 530152 (2020)

科学的な意識の理論

哲学的な意識の理論

 Global workspace 理論
 情報統合理論
 高階意識説
 生物学的自然主義
 予測誤差最小化理論
 エナクティブ・アプローチ

 心脳同一説 随伴現象説 中立一元論-性質二元論
 観念論
 汎心論
 消去主義・錯誤説
 The Unity of Consciousness (Bayne)

Entityとはなにか？
(W.V.O. Quine,1969)

No Entity without Identity

机の現れの変化(西鄉, 田口. 現実とは何か: 筑摩書房, 2019)

Entificationとは何か
Identity

Entificationとは、主キーで統御された事例の集合上で繰り返し出現する、空間的な対Fa
F

称操作の下で同一となる部分

Fb的なパターンを、少ないパラメータで制御される変換を通Entity

Gaab

abtb

GGb

じて縮約されたEntity記述を得る処理である。

主キー

観測データ

Entity記述対照学習 (Contrastive learning)

SimCLR
Chen, T., Kornblith, S., Norouzi, M., &Hinton, G. (2020).
A Simple Framework for Contrastive
Learning of Visual Representations. In
Proc. ICML

対照学習は、画像に対する自己教師あり学習の一種。現在は多くの研究で利用されている。

内部表現において、同一の個物に由来するものは近づけ、そうでないものは遠ざける

EntityNo Entity
without
Identity
加工して複数化された同一の個物の画像

Identity整列注意機構: 現実的なラスタ形式でのEntification
ラスタ形式Entification 内のドローソフト、多くの印刷物ペイントソフト、写真／動画

整列注意機構： 主キーの各値に応じて、特定の値集合から値を読み取る読取り手続きの集合からなる注意機構
主キー

C1
C2
C3
C4
C5

値読取手続きPK

カラム

ベクトル形式Entification

12

3

H.Y.

値集合

K.T.

値集合
観測データ

同一性(や帰納法)の前提となる整列構造(～RDB)と主キー
テーブル (関係)
主キーは、しばしば忘れられ、記述すらされない

主キー
PK:
ID

レコード (組)[順不同]

関係等価性：
値指定関係が、別のレコードでも等価であるという二次の関係。

カラム名(属性名)
C1:
Name

カラム(属性) [順不同]C2:
Address

C3:
Initial

指定関係

123関係
等価性

比較
可能

指定関係

値

H.Y.

値集合
指定関係：
同一レコード上にある二つのフィールドを相互に指定できるという関係。

K.T.

値集合

C4:
URL

比較可能：
同一カラム上にある任意のフィールド間で、少なくとも値の同一性か類似性、さらには大小・順序等を判定できる関係。

Entification(ラスタ形式)の全体像観測される情報から、複数の視点から見て不変となりうる部分を、より一貫性が高くコンパクトな、Entity記述(存在要素)からなる体系として記述し、それらを用いて認識を行おうとする。
主キー

値読取手続き

PK

C4

PK

ED2

ED1C1C5

存在要素であるEntity記述(ED)
何らかの整列構造上において繰り返し現れるパターン。

C3

C2カラム

整列注意機構主キー(数え上げの要素）に統御される(再利用性の高い)値読取り手続きの集合として定義されることで多様な整列構造を得られる

C1
C2
C3
C4C5整列構造

ED3

概ね、Attentionを含む情報圧縮のような機構

注意
1

2

H.Y. K.T.

3

値集合

値集合

観測

整列注意機構

整列構造
互いに比較可能な、値のレコードの集合であり、概ね関係データベース(RDB)のデータ構造（実際には複数存在）存在要素の抽出

意識のEntification仮説：主キー系列で制御されるEntification処理
仮説：意識とは、ある主キー系列で制御された複数の読取手続きから得られるデータ構造(整列構造)上において、何らかの秩序に支配される範囲を特定可能なモデルを認識しようとする処理である

主キー系列

順序付けされた主キー

主キー

値読取手続きPK

C1
C2
C3C4C5整列構造
C4PK

ED2

脳内でEntificationを実装する際の制約• Entity記述は新皮質上に表現される• ある時点において表される内容は一つである• 隣接する時刻間のみで表現内容が比較可能

カラム

ED1

123値集合H.Y. K.T.

値集合

C3C2
C1C5ED3

ED: Entity記述→ 新皮質上の表現

9意識は、様々な主キーを渡り歩くであろう
統計的学習＆推論

脳内においては、固定的および動的に作られる整列構
造に対応する主キーが存在する。

主キー
利用
値集合

ED値集合
利用

意識は、そうした主キーの間を渡り歩くのではないかと想像している。

EDED値集合

利用

値読取
手続き

整列構造

Entity記述Entificationに必要な3つの処理とその機械学習での状況必要とされる 機械学習の処理
進展状況

個体(Particular) 観測されるEntity
静的 (IntendentContinuant)動的(Process)

この椅子、岸田総理 JSAI2022、
主キー決定： あまり整理されてい 不要：数え上げの ない。（二重文節化 同時刻の情報を利単位の決定 などはある）
用するように設計するだけでよい必要：
時間幅の変化への対応に課題。

普遍者(Universal)
抽象的なEntity
椅子、人、学術会議

音素、エピソードなど

必要：
個体や普遍者を数える。
（外延）

対称性を利用した縮約対照学習で基本的に対応可能

必要

必要

必要

個体の切り出しセマンティック・セグ 必要
メンテーション＋α

必要

不要

一般性が高く、時間的な切り出しを行う技術は未開拓多様な種別において、カウントするための主キー
主キーは、種別毎に数えられる事物を指定する

生命における種別概念の階層性の例

例： 時刻の集合、空間位置の集合、物体の集合、音素の集合など

言語認識における種別：主キーが段階的に抽象化される
実時間
音圧(sub msec)

等間隔サンプリング

周波数(数msec)

分節化

音素(数10 msec) huɪzhi hiɪzʤæk

分節化[who is he?] [he is Jack.]

言語モデル

単語(数100 msec) [who][is][he] [he][is][Jack]
分節化
文(数sec)音響モ
デル

主キーの抽象化

等間隔サンプリング

出典： https://en.wikipedia.org/wiki/Biological_organisation

意識地図： 意識をめぐる五つの問い• 定議論 (Definition)：••••「意識」という語をどう定義すべきなのか？
現象論 (Phenomenology)：
意識主体からみたとき、意識はどのようなあり方をしているのか？(一人称的／三人称的)認識論 (Epistemology)：【方法論】
私達はどのように意識について知るのか？
存在論 (Ontology)：
意識は世界のうちにどのように位置づけられているのか？
価値論 (Axiology)：
意識にどのような価値があるのか？(一人称的／三人称的)[Niikawa, 2020] Niikawa, T. A Map of Consciousness Studies: Questionsand Approaches. Front. Psychol. 11, 530152 (2020)

Entification仮説の意識地図上において位置づける

意識研
究地図

5つの問い
問いの詳細
本質アプローチ
定議論 (Definition)：「意識」という語をどう定義すべき実例アプローチなのか？
内容・種類
現象論 (Phenomenology)：
意識主体からみたとき、意識はどのようなあり方をしているの構造か？(一人称的／三人称的)
記述的認識論 (Epistemology)：【方法 自己論】私達はどのように意識につ改良的いて知るのか？
心身問題 相関存在論 (Ontology)：
意識は世界のうちにどのように位置づけられているのか？
説明分布問題機能価値論 (Axiology)：
意識にどのような価値があるの道徳/美か？(一人称的／三人称的)

Entification仮説との関連
意識をEntificationという情報処理として定義する（特に主キー系列）

外界の事物のみならず思考のメタ認知や自己などのEntity記述を含む
ため、内容や種類は多岐にわたる（種・事物を数えるなど）
主キーを起点としてEntity記述を見つけ出そうとする処理を意識とみなすプロセス的な意識理論
覚醒しているが存在を探索する活動(つまりEntification)を行っていない状態についての内観研究
Entificationとしての機能を備えたモデルの挙動が、脳の解剖学的構造とタスク実行時の神経活動と対応づける研究
同一説：意識にかかわる既存の研究やアイディア（クオリア、アクセス意
識、自己認識）と整合性の議論は可能
動物やAI内部の世界モデル内
帰納推論の基盤、世界を効率的に記述、言語的コミュニケーションの基盤、システムの行動決定に有益
間接的価値として、ヒトとは異なる実装と振る舞いを示す意識に対して道徳的・美的価値をどのように認めるかという議論の土台を提供しうる現象的意識とアクセス意識
アクセス意識：読書中において注視点の付近で単語として報告できる部分、各タイムステップで、行動／計画／想像／想起の条件となれる部分
主キー?
値読取手続き

PK

主キー系列

C1
C2
C3
C4C5整列構造
C4PK

ED2ED1
カラム

順序付けされた
主キーの一部の要素

意識の系列的な性質の基礎?

123値集合H.Y. K.T.

C3C2

ED: Entity記述

C1ED3C5?

値集合?

現象的意識：
読書中に注視点周辺で報告できないが意識にのぼる部分
15

Entificationのために大脳基底核が担う機能の検討
今後、値読取り手続きが、視床(TRN)のGating機能に対応づく可能性を探る予定
Yamakawa, H. (2020). Attentional Reinforcement
Learning in the Brain. New Generation Computing.
主キー

値読取手続き

PK

主キー系列

C1
C2
C3
C4
C5

意識の系列的な性質の基礎

カラム

順序付けされた
主キーの一部の要素

123

値集合

H.Y. K.T.

値集合

まとめ• 意識研究はここ30年程で急進展するも全体の見通しが悪い•••••– 存在から意識を議論する、先行研究があるが機構の提案は見当たらない
視覚の機械学習を参照してEntification(存在を見出す処理)を提案中
画像(ラスタ形式)からのEntification機構は、整列注意機構を含む
Entificationにおいて、事例の数え上げを制御するの主キーの役割– 動画中の物体認識等では、主キー系列はフレームレートであり着目されない– 時間幅をもつエピソード、個物の比較では、主キーの決定が課題になる
意識のEntification仮説を提案「意識＝主キー系列で制御されるEntification処理」 Entification、脳モデ– 本仮説は、本質的定義に基づき、機能的な価値は明確 リング、世界モデル、深層学習などにご興基底核が視床をGatingする形でモデル化を検討中
味のある方、お気軽– モデル化が進むと脳神経活動の相関を議論が可能となる にお声がけください

論文特集「知能のための世界モデル」＠NGC