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第二章:人工认知模型的基本思想——从信息处理到认知结构

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。

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