WSaiOS EOM模拟人工认知工程理论
第二章:人工认知模型的基本思想——从信息处理到认知结构
2.1 传统软件的信息处理模式
计算机软件的发展,本质上是围绕:
信息处理能力提升。
从早期程序到现代软件系统,核心逻辑一直是:
输入
↓
程序逻辑
↓
数据处理
↓
输出结果
例如:
一个订单系统:
用户输入:
产品名称
数量
价格
系统执行:
计算金额
保存订单
生成报表
最终输出:
订单结果
这种模式非常适合:
规则明确的问题。
例如:
- 财务计算;
- 数据统计;
- 信息查询;
- 流程管理。
但是:
传统软件存在一个根本限制:
软件可以处理信息,但不一定理解信息。
例如:
数据库中保存:
Apple
计算机知道:
这是一个字符串。
但是它不知道:
Apple可能代表:
苹果水果
或者
苹果公司
如果没有人为设定规则:
软件无法自主判断。
因此:
传统软件的问题不是计算能力不足。
而是:
缺少认知结构。
2.2 什么是认知结构
人类认识世界,并不是直接面对大量信息。
人的大脑会主动组织信息。
例如:
人看到:
四个轮子
车门
方向盘
发动机
玻璃
大脑不会认为:
这是:
零散信息集合
而会形成:
汽车
这个过程包含:
三个重要步骤:
第一:信息抽取
从环境中发现有意义的信息。
例如:
视觉输入:
颜色
形状
声音
运动
第二:结构组织
把相关信息组合。
例如:
发动机
轮胎
车身
产生:
汽车结构
第三:形成认识
产生概念:
汽车
并进一步理解:
汽车可以行驶
汽车需要能源
汽车可以运输人员
因此:
人的认知过程:
不是:
信息 → 答案
而是:
信息
↓
结构
↓
认识
↓
行为
2.3 为什么人工智能需要认知模型
如果机器只有数据处理能力:
它只能回答:
“有什么”。
但是智能需要回答:
“是什么”。
“为什么”。
“怎么办”。
例如:
输入:
深圳 电动牙刷供应商
传统搜索:
处理:
关键词匹配
输出:
相关网页
但是人的理解:
会形成:
对象:
采购需求
对象属性:
产品:
电动牙刷
地区:
深圳
角色:
采购方
目标:
寻找供应关系
然后进一步:
匹配供应商
分析能力
判断合作可能性
这个过程就是:
认知。
EOM认为:
人工智能需要从:
信息处理系统
发展为:
认知结构系统
2.4 人脑如何把信息转换为认识
EOM对人的认知过程进行工程化抽象。
人的认识过程:
可以表示为:
外部世界
↓
感觉信息
↓
认知元素
↓
认知对象
↓
对象关系
↓
知识结构
↓
行为方法
2.4.1 感觉信息阶段
外部世界产生大量信息:
例如:
一个商品:
颜色
尺寸
材料
价格
品牌
这些属于:
原始信息。
2.4.2 认知元素阶段
大脑不会保存所有细节。
而是提取:
关键特征。
例如:
商品:
提取:
产品
品牌
价格
材料
形成:
认知元素。
EOM定义:
认知元素是人工认知系统对外部信息进行识别和结构化的基本单位。
2.4.3 认知对象阶段
元素经过组合:
形成对象。
例如:
元素:
供应商
电动牙刷
深圳
形成:
深圳电动牙刷供应商对象
对象是:
人工认知系统理解现实的基本单位。
2.4.4 对象关系阶段
单个对象无法形成完整知识。
例如:
知道:
供应商
还不够。
需要知道:
供应商
生产
产品
关系产生理解。
例如:
人理解:
“医生”。
不仅知道:
医生
还知道:
医生
治疗
患者
所以:
关系是认知的重要组成。
2.5 EOM为什么提出元素→对象→关系模型
EOM认为:
人工认知工程需要解决三个基础问题:
第一:机器如何认识信息?
答案:
通过:
认知元素。
第二:机器如何理解事物?
答案:
通过:
认知对象。
第三:机器如何理解世界?
答案:
通过:
对象关系。
因此形成:
EOM基础模型:
Element
元素
↓
Object
对象
↓
Relationship
关系
这个模型对应:
人的认知过程。
2.6 认知结构与软件对象模型对应
EOM的重要研究方向:
将认知结构转换为软件结构。
现实世界:
汽车
认知结构:
对象:
汽车
属性:
颜色
速度
状态:
停止
行驶
方法:
启动
驾驶
软件对象:
class Car
{
public $color;
public $speed;
public $state;
public function start()
{
}
public function drive()
{
}
}
两者结构高度对应。
2.7 EOM与面向对象编程的关系
面向对象编程:
核心:
对象
属性
方法
例如:
PHP:
class Supplier
{
public $name;
public $products;
public function supply()
{
}
}
对应认知:
供应商对象
属性:
名称
产品
方法:
供应
但是:
EOM进一步提出:
软件对象之前存在:
认知对象。
关系:
现实世界
↓
人的认知对象
↓
软件对象
所以:
EOM不是简单使用OOP。
而是研究:
如何把人的认知对象转换为程序对象。
2.8 MVC如何承载认知结构
认知系统需要:
保存;
处理;
表达。
MVC结构:
Model
Controller
View
对应:
Model
认知结构保存:
元素
对象
关系
记忆
Controller
认知过程执行:
分析
匹配
判断
调用方法
View
认知结果表达:
文本
报告
界面
因此:
MVC可以成为:
人工认知工程的软件组织框架。
2.9 本章核心观点
WSaiOS EOM认为:
传统软件主要解决:
信息处理
而人工智能需要进一步解决:
信息理解
信息理解需要:
结构。
这个结构包括:
认知元素
↓
认知对象
↓
对象关系
↓
认知知识库
↓
认知方法
最终:
通过软件工程实现:
认知模型
↓
对象模型
↓
程序模型
本章总结
人工智能的发展不能只依靠信息处理能力。
真正的智能需要建立:
对世界的结构化认识能力。
WSaiOS EOM模拟人工认知工程提出:
以:
元素
↓
对象
↓
关系
作为人工认知基础结构。
并通过:
面向对象编程
MVC架构
PHP OOP
Smarty模板
将认知结构工程化实现。
下一章进入:
第三章:认知元素理论——人工认知的基本单位
重点研究:
- 什么是认知元素;
- 为什么元素是认知最小单位;
- 信息如何转换为认知元素;
- 认知元素如何进入对象形成过程;
- Element模型如何对应PHP OOP实现。