Konetietoisuus

Konetietoisuus tai keinotekoinen tietoisuus on tekoälyyn ja kognitiiviseen robotiikkaan liittyvä tutkimusala, jossa päämääränä on selvittää, mitä vaaditaan siihen, että tietoisuus voitaisiin toteuttaa koneellisesti. Tällainen tutkimus auttaa ymmärtämään tietoisuutta biologisissa organismeissa. Toisaalta tietoisuuden avulla koneet voisivat mahdollisesti selviytyä paremmin ennakoimattomista tilanteista.

Informaationkäsittely ja tietoisuus 

Informaationkäsittelyssä on kyse siitä, että jokin tila (kuten kuvan geometria) koodataan jollekin esitystavalle (kuten elektronivirraksi) ja tämän koodatun tilan esittämä informaatio käsitellään sen mukaan, miten ohjeet (algoritmit, tietokoneohjelma) kuvaavat. Tiedon esitystapa voisi periaatteessa olla mikä tahansa, eikä ohjeita ajavan koneen tarvitse olla sähköinen, vaan se voi olla yhtä lailla esimerkiksi mekaaninen. Digitaaliset tietokoneet ovat eräs toteutustapa informaation käsittelemiseksi. Jo digitaalisten tietokoneiden varhaisina vuosina esitettiin, että koneet saattavat jonain päivänä saavuttaa tietoisuuden. Eräs varhaisista alan pioneereista oli Alan Turing.

Mikäli tietoisuus pyritään toteuttamaan pelkästään digitaaliseen laskentaan perustuen, edessä ovat ns. vahvan tekoälyn ajatusta vastaan esitetyt ongelmat. Eräs niistä ilmenee John Searlen paljon keskustelua herättäneessä kiinalaisen huoneen argumentissa: sen mukaan pelkkä laskenta ei saa tuoda tietoista ymmärtämisen kokemusta. Searlen argumentti ei kuitenkaan ole vakuuttanut kaikkia.

Näin väittelyssä siitä, voitaisiinko tietoisuus toteuttaa koneellisesti missään muodossa, on käytännössä kyse erimielisyyksistä fysikalismin ja dualismin nimellä tunnettujen mielenfilosofisten kantojen välillä. Dualismin kannattajien mukaan tietoisuudessa on kyse jostain ei-fysikaalisesta, kun taas fysikalistien mukaan myös tietoisuudessa on kyse puhtaasti fysikaalisesta ilmiöstä.

Käytännöllisiä lähestymistapoja

Franklinin Intelligent Distribution Agent (IDA) 

Stan Franklin määrittelee, että autonomisella agentilla on funktionaalinen tietoisuus silloin, kun se kykenee useisiin Bernard Baarsin Global Workspace Theoryn (GWT) mukaisiin tietoisuuden toimintoihin. Franklinin kehittämä IDA (Intelligent Distribution Agent) on GWT:n toteuttava ohjelma, joka toteuttaa tällaisen määritelmän mukaisen funktionaalisen tietoisuuden. IDA:n tehtävänä on sopia uusia sijoituspaikkoja Yhdysvaltain laivaston merimiehille sen jälkeen kuin heidän edellinen palveluksensa on päättynyt, perustuen merimiesten kykyihin ja toiveisiin. IDA on yhteyksissä laivaston tietokantoihin ja keskustelee merimiesten kanssa luonnollista kieltä olevien sähköpostien välityksellä. Samalla se noudattaa suurta joukkoa laivaston käytäntöjä.

IDA:n laskennallinen malli kehitettiin vuosina 1996–2001 Stan Franklinin ”Conscious” Software Research Groupissa Memphisin yliopistossa. Se koostuu noin neljännesmiljoonasta rivistä Java-koodia, ja vaatii toimiakseen vuoden 2001 mallia olevan tehokkaan työaseman kaiken kapasiteetin. IDA tukeutuu pieniin ohjelman osiin (codelets), jotka ovat yleiskäyttöisiä suhteellisen itsenäisesti toimivia ja itsenäisesti omissa säikeissään ajettuja pienoisagentteja. Vaikka IDA on määritelmällisesti funktionaalisesti tietoinen, Franklin ei kuitenkaan katso sen toteuttavan fenomenaalista tietoisuutta.

Sunin kognitiivinen arkkitehtuuri CLARION 

Ron Sunin CLARION perustuu kaksitasoiseen representaatioon, joka tekee eron tietoisiin ja ei-tietoisiin mielen prosesseihin. CLARIONin avulla on simuloitu useita oppimiseen liittyviä toimintoja, yksinkertaisista reaktiivisista taidoista monimutkaisiin kognitiivisiin taitoihin.

CLARIONin suorittamiin tehtäviin kuuluvat muun muassa:

 sekvenssien oppiminen (serial reaction time, SRT)
 kieliopin oppiminen (artificial grammar learning, AGL)
 prosessinohjaus (process control, PC)
 kategoriapäättely (categorical inference, CI)
 aakkosellinen aritmetiikka (alphabetical arithmetic, AA)
 Hanoin torni (Tower of Hanoi, TOH)

Näistä SRT, AGL ja PC ovat tyypillisiä oppimistehtäviä.

Haikosen kognitiivinen arkkitehtuuri 

Pentti Haikonen katsoo, ettei tietoisuutta voida saavuttaa tavallisella sääntöpohjaisella laskennalla. Hänen mukaansa aivot eivät ole tietokone, eikä ajattelu ole ohjelmoitujen komentojen suorittamista, eikä myöskään lukujen laskentaa. Sen sijaan, että pyrkisimme saavuttamaan mielen ja tietoisuuden tunnistamalla ja toteuttamalla niiden alla olevia laskennallisia sääntöjä, meidän tulisi kehittää erityinen kognitiivinen arkkitehtuuri, joka toisintaisi havaintoprosesseja, sisäisiä kuvia ja puhetta, kipu-, nautinto- ja tunnetiloja, sekä näiden taustalla olevia kognitiivisia toimintoja. Tällainen alhaalta-ylös-arkkitehtuuri tuottaisi korkeamman tason toimintoja yksinkertaisempien prosessointiyksiköiden, eräänlaisten keinotekoisten neuronien, avulla, ilman algoritmeja tai ohjelmia.

Haikonen uskoo, että riittävän monimutkaisessa mittakaavassa toteutettuna tällainen arkkitehtuuri tuottaisi tietoisuuden, jota hän kuvaa toimintatyyliksi ja -tavaksi, jota luonnehtii muun muassa havaintoprosessien ja eri aistien tuottaman informaation hajauttaminen. Haikonen katsoo siis, että tietoisuus on ennen kaikkea prosessi, ja että se voi emergoitua spontaanisti autonomisissa agenteissa, joilla on sopiva ja riittävän monimutkainen hermoverkoston inspiroima arkkitehtuuri. Saman näkemyksen ovat jakaneet mm. Freeman ja Cotterill. Haikosen esittämän arkkitehtuurin yksinkertaisempi toteutus ei vielä saavuttanut tietoisuutta, mutta ilmaisi tunteita odotetusti.

Takenon robottien itsetietoisuuden tutkimus 

Junichi Takeno tutkii Meijin yliopistossa robottien itsetietoisuutta. Hän väittää kehittäneensä robotin, joka pystyy erottamaan oman peilikuvansa toisen robotin peilikuvasta. Näin robotti siis näyttäisi läpäisevän peilitestin.

Katso myös 

 Tekoäly
 Tekoälyn filosofia
 Simuloitu todellisuus

Lähteet

Kirjallisuutta 

 Baars, Bernard J. & Franklin, Stan: How conscious experience and working memory interact. Trends in Cognitive Science 7: 166–172, 2003.
 Casti, John L. "The Cambridge Quintet: A Work of Scientific Speculation", Perseus Books Group , 1998
 Franklin, S. & Baars, B. J. & Ramamurthy,  U. & Ventura, Matthew. 2005. The role of consciousness in memory. Brains, Minds and Media 1: 1–38, pdf.
 Haikonen, Pentti: Conscious Machines and Machine Emotions, 2004; esitetty: Workshop on Models for Machine Consciousness, Antwerp, BE, kesäkuu 2004.
 McCarthy, John: Generality in Artificial Intelligence.  Stanford University, 1971-1987.
 Pharoah, M.C.: Looking to systems theory for a reductive explanation of phenomenal experience and evolutionary foundations for higher order thought 
 Sternberg, Eliezer J.: Are You a Machine? Tha Brain the Mind and What it Means to be Human. Amherst, NY: Prometheus Books, 2007.
 Suzuki T. & Inaba K., Takeno, Junichi: Conscious Robot That Distinguishes Between Self and Others and Implements Imitation Behavior, Innovations in Applied Artificial Intelligence, 18th International Conference on Industrial and Engineering Applications of Artificial Intelligence and Expert Systems, pp. 101-110, IEA/AIE 2005, Bari, Italy, June 22–24, 2005.
 Takeno, Junichi: The Self-Aware Robot , HRI Press, 2006.

Aiheesta muualla 
 Machine Consciousness Website  
 www.Conscious-Robots.com 
 Ron Sun's papers on consciousness 
 Are People Computers? Strong AI, The Simulation Argument and Naive Realism 
 Artefactual consciousness depiction by Professor Igor Aleksander 
 Proposed mechanisms for AC implemented by computer program: absolutely dynamic systems 
 Machine Consciousness – Complexity Aspects Workshop 

Tekoäly
Tietoisuustutkimus
Kognitiivinen neurotiede