人工心理中的意识研究初探.doc

人工心理中的意识研究初探（信研091班 毛亮 s20091342）摘 要动物都有心理活动，心理活动有高级的心理活动和低级的心理活动之分。心理并不都是意识，只有人的高级心理才称为意识，意识是人区别于一般动物的本质所在。随着各个学科的蓬勃发展，作为数字人技术的重要研究方向，具有多学科交叉融合的人工心理和人工智能研究在实现机器智能时遇到前所未有的机遇和挑战。人们在人工心理中已经实现了一些如情绪、情感的模型与算法，一些智能技术研究的新理论和新方法也已经建立。有动向已经表明，人类将要开始向将意识这一最高人类智慧的机器实现进军。本文介绍了人类对意识研究的背景，详细阐述了人类意识的功能、划分和特点，最后对人工心理中的意识研究问题进行了一些探究。背景介绍新世纪信息科学发展的特征是对人以及对人和自然和谐相处的研究。如今的科学技术已经能够使机械很好地实现了替代人类的生产劳动，然而以人工智能为代表的信息技术，在努力实现人类智慧在机械中的延伸时面临了诸多挑战。在这些挑战中，有很多是来自于对人类自身的认识不足。要实现对人以及对人和自然和谐相处的研究目标，就要借助于脑科学、心理学、神经科学的新理论和新方法，通过与信息科学交叉融合，并促进信息科学的进一步发展。在信息科学领域，模拟人已经作为重要的研究方向。作为对人类心理活动更全面内容的再一次人工机器（计算机、模型算法等）实现的人工心理理论，是人工智能研究的扩展研究和高级阶段。它不仅是人工智能的理论源泉，也是最终实现机器意识，实现人机和谐的重要理论基础。本文直面人工心理研究的最终目标机器意识的实现，结合了心理学、生物学、脑科学以及信息科学的理论和成果，对人工心理中意识的研究进行了一些探讨。心理与意识人类对心理的认识和研究在公元前4世纪有就有了，古希腊思想家亚里士多德就讨论过人类的心理现象。但人类真正能科学、准确地了解自身心理的历史并不长。1879年冯特在德国的莱比锡大学创建世界上第一个心理实验室，标志着心理学走上了科学化的道路。心理学一直以来与哲学保持着紧密的关系，心理科学诞生成为一门独立的科学，经历了研究对象从灵魂到经验，再到现在对意识的研究的变化。辩证唯物主义认为：心理是脑的机能，是对客观现实的反应。人的心理是依靠人脑实现对客观现实的主观、能动的反映，并且人的心理的产生与发展是通过个体的实践活动来实现的。心理的产生与发展是建立在神经系统，特别是脑的发育基础之上的。现代神经生理学研究表明，大脑产生的心理运行机制是靠“反射”的方式来实现的，因此，从心理活动的产生方式来看，心理活动就是人脑的反射活动。心理包括低级的心理和高级的心理。心理并不都是意识，只有人的高级心理才称为意识。人的心理中那些动物心理没有的特点，就是人的意识本质所在。在哲学上，意识被理解为注意力和认知。注意是意识对一定对象的指向与集中，包括注意范围和紧张程度。注意贯穿于心理活动的始终，是任何心理活动开展的基础性的觉醒状态。但他本身不是一个独立的心理活动，而只是伴随视、听、思维过程而存在的一种心理状态。意识强度越大，紧张程度越高，注意力也就越集中。注意对心理活动有着重要的组织功能，如右图所示。注意的基本功能是对信息进行选择，即选择重要的信息，排除无关刺激的干扰。注意对信息的选择受许多因素的影响，如刺激物的物理特性，人的需要，兴趣、情感，过去的知识经验等。心理学家对主义的选择功能在进行了大量的研究后，提出了一系列的理论模型，揭示了注意的选择作用的实质，以及人脑对信息的选择究竟发生在信息加工哪个阶段上。注意力的选择理论模型理论模型特点备注注意的容量有限通道理论过滤器理论基于双耳分听的一系列实验，认为神经系统有限，信息经过类似于瓶颈的过滤机制后，再接受进一步的加工。信息选择在信息充分加工之前。1958年英国心理学家布罗德本特提出衰减理论对于过滤器理论的完善，认为信息通过过滤装置时不被注意或非追随耳的信息只是强度上减弱，并没有完全消失，而且不同的信息，激活阈值是不同的。也认为信息选择在信息充分加工之前。1964年特瑞斯曼提出后期选择理论认为所有输入信息在进入过滤或衰减装置之前已经受到了充分的分析，然后再进入过滤或衰减装置。又称为记忆选择理论。1963年多伊奇提出，1968年由若曼加以完善多阶段选择理论认为对信息的选择过程在不同的加工阶段上都有可能发生。认为在选择之前的加工阶段越多，所需要的认知加工资源也就越多，而且选择发生的阶段依赖于当前的任务要求。理论更具弹性。1978年约翰斯顿等人提出注意的跟踪和保持功能帮助人对事物进行跟踪和保持一定的紧张状态。调节和控制功能帮助人进行有目的的控制，进行适当的分配、适时的转移注意，甚至对错误行为进行必要的纠正。总之，意识的组织功能对心理活动起着积极的维持与组织作用。认知是指通过心理活动（如形成概念、知觉、判断或想象）获取知识，也指人们获得知识或应用知识的过程，或信息加工的过程。认知心理学出现在20实际初，在20世纪50年代以后得到迅速发展。认知心理学将认知过程看成一个由信息的获得、编码、贮存、提取和使用等一系列连续的认知操作阶段组成的按一定程序进行信息加工的系统。意识可以划分为无意识、潜意识和有意识。三种意识的信息推理和认知过程都不同，表现出来的功能特点也有差异。意识作为人类高级的心理活动，还遵循心理的一般规律和具体规律。即心理活动（意识）受到意向和认知的制约，具体到各种人类的意识又有其具体的活动规律。人工心理中的意识探究因为人的意识是区分与动物心理的高级心理，且人的意识受到了人的智能水平，情感、情绪、经验、年龄以及其他客观现实条件的影响，因此，意识的研究须遵循意识一般规律和具体规律，也必须建立在对不同层次、不同种类意识的研究的基础之上。因此人工心理中的意识研究离不开心理学、脑科学、信息科学等学科的理论和方法创新与进步。人工心理中的意识研究的目的是实现机器意识，使机器想人类一样具备进行自主注意和认知的能力。人工心理中的意识是研究信息技术模拟人类心理的重要方面，它涵盖了人工智能关于知识的科学，也包括了感性工学情感方面的研究。最终的目标是实现更为和谐的人机交互。根据人类意识形成的过程和现有的理论研究，本文形成了下面的意识形成框图:在上述意识的形成过程中，感知是分布进行的，根据人脑处理信息有限理论，一方面需要对信息进行选择，另一方面需要通过意识去控制、组织感知的范围和程度，以获取最有用的信息。框图中的知识结构和推理代表了意识中的认知。因为事件所表达的信息具有不确定性，不同的人从同样的事物中获取的信息和产生的意识不一样，因此人需要根据知识结构进行关联和增加来丰富信息，以获取自己所需的信息。信息关联和增加的过程就是推理，同类信息的关联和增加称为实践，不同类信息的联想和转化称为创造。情绪和情感在意识的形成过程中扮演重要的角色， 起着激励和抑制的作用。人的意识的根据人的意志参与与否以及参与程度，有三种表现层次：有意识、潜意识和无意识。三个层次的意识对行为都起着控制作用，一般情况下，有意识起主控作用。如其作用下降，则潜意识和无意识作用增强。无意识形成主要受环境的影响，潜意识的形成则主要受人的各种体验的影响。在有意识的形成过程中，意志的作用力最大，具有很强的目的性，目的与个人的价值判断有重要的关系。根据以上意识的划分和相应的特点，可以建立机器意识的三个决策因子价值、经验、环境，其中价值具有最高的决策优先权。所谓决策因子，即在机器意识形成过程占据主导地位的因子。它们依次所表现出来的特性为目的性、倾向性和适应性，可以通过有目的的监督模型、倾向性概率模型和适应性匹配模型的有机组织来实现机器意识的三个层次。意识不仅可以从表现层次上进行划分，还可以按照意识的共同属性或者特定事物进行具体分类，同时分类可以按层级进行细分。在下图中的两种划分方式中，划分方式1为按照意识的共同属性对意识进行分类，划分方式2为根据特定事物进行的意识种类划分。由此可以看出，在意识的具体规律中，意识具有可分性和行为对应特性，可以理解为意识是由很多元意识有组织、有规律地构建起来的，意识与行为之间存在着适应性、倾向性和目的性在不同层级上的紧密联系。综上所述，本文分析并提出了人工心理中的意识研究一种应该遵循的意识层级规律，对意识进行分级、分解，寻找具体意识中的元意识，根据意识的三个特点进行有机组合的机器意