第43章 认知产生决策
前面的章节已经逐步建立了从感知到认知的理论链条。
我们从感觉开始,形成感知元素;从感知元素组织对象;从对象进一步识别属性、状态和动态变化;再通过动态关系和认知匹配形成匹配强度、动态权重和认知概率;最终,在个体经验、记忆、先验、偏差和目标的共同作用下形成个体认知。
因此,到了第43章,需要继续回答一个关键问题:
当认知已经形成之后,系统为什么会选择某一种行动,而不是另一种行动?
这就是决策。
43.1 认知不是决策
认知与决策必须首先区分。
如果系统识别到:
对象:鸡蛋
状态:稳定
压力:正常
滑移:低
那么系统已经形成了一个认知:
鸡蛋当前处于安全状态
但这还不是决策。
决策是:
是否继续抓取?
是否移动?
是否降低压力?
是否停止?
是否放置?
因此:
认知回答“现在是什么情况”,决策回答“接下来应该怎么办”。
可以表示为:
当前感知
↓
认知
↓
决策
二者不能混为一谈。
43.2 从“知道”到“选择”
认知系统可能同时知道多个事实:
对象是鸡蛋
对象容易破裂
当前压力正常
当前存在轻微滑移
目标是安全移动
这些信息本身并不会自动产生一个动作。
系统还必须在可能行为之间进行选择。
例如:
行为A:继续抓取
行为B:增加压力
行为C:降低压力
行为D:停止移动
行为E:重新调整位置
因此,决策实际上是:
在当前认知状态下,对可能行为进行选择的过程。
可以抽象为:
认知状态
↓
可能行为集合
↓
行为比较
↓
行为选择
↓
决策
43.3 决策的输入不是单一认知结果
决策并不是简单地:
Cognition → Action
因为人的决策通常还受到多个因素影响。
例如:
当前认知
+
目标
+
风险
+
经验
+
记忆
+
环境
+
可执行行为
共同参与决策。
因此可以建立:
当前认知
│
┌───────────┼───────────┐
↓ ↓ ↓
目标 风险 环境
│ │ │
└───────────┼───────────┘
↓
决策
↓
行为选择
这说明:
决策是认知、目标、风险和行为可能性共同作用的结果。
43.4 个体目标决定决策方向
第32章已经讨论过个体目标。
同一个对象、同一个状态,如果目标不同,决策可能完全不同。
例如一个鸡蛋处于稳定状态。
个体A的目标是:
保护鸡蛋
那么可能选择:
降低风险
↓
缓慢移动
个体B的目标是:
尽快完成任务
可能选择:
提高速度
↓
快速移动
因此:
相同认知
+
不同目标
↓
不同决策
这说明:
认知决定决策空间,而目标参与决定具体选择。
43.5 风险改变决策
决策还必须考虑风险。
例如系统形成:
鸡蛋完整概率:0.98
和:
鸡蛋破损风险:0.02
如果当前任务允许较高风险,系统可能继续执行。
但如果目标是:
必须保证鸡蛋完整
那么同样的风险可能导致:
停止
或者:
降低速度
因此:
认知概率
+
目标要求
↓
风险判断
↓
决策
决策并不是只看“发生什么”,还要看:
这种状态对于当前目标意味着什么。
43.6 决策不是一次性判断
人的决策通常不是:
认知
↓
一次决策
↓
结束
而是一个持续过程。
例如抓鸡蛋:
开始抓取
↓
检测压力
↓
检测滑移
↓
重新认知
↓
调整行为
↓
再次检测
↓
重新认知
↓
再次决策
因此:
决策本身也具有动态性。
可以形成:
Cognition(t)
↓
Decision(t)
↓
Action(t)
↓
State(t+1)
↓
Cognition(t+1)
↓
Decision(t+1)
这就把决策正式接入认知闭环。
43.7 决策与动态状态
前面第17章建立了对象动态状态。
现在可以进一步连接:
对象动态状态
↓
认知
↓
决策
例如:
压力 ↑
滑移 ↑
稳定性 ↓
系统形成:
当前对象存在失稳趋势
那么决策可能变成:
降低移动速度
如果随后:
滑移 ↓
稳定性 ↑
新的认知又可能导致:
恢复正常速度
因此:
决策不是针对对象名称做出的,而是针对对象当前状态及其变化趋势做出的。
43.8 从行为集合中选择行为
为了让决策可以工程化,可以定义一个:
Behavior Set
例如:
B = {
保持,
增加压力,
降低压力,
加速,
减速,
停止,
调整位置,
放置
}
系统当前认知状态为:
C
那么决策过程可以表示为:
C
↓
B
↓
匹配
↓
评估
↓
选择
↓
Decision
这里的关键不是“系统会不会执行动作”。
而是:
系统如何从多个可执行行为中选择一个与当前认知和目标最匹配的行为。
43.9 行为选择需要评价
假设当前存在三个可能行为:
A:继续移动
B:减速
C:停止
系统可以根据:
任务完成程度
+
风险
+
稳定性
+
目标
+
历史经验
对不同候选行为进行评价。
例如:
Behavior A
任务效率高
风险较高
Behavior B
任务效率中等
风险较低
Behavior C
任务效率低
风险最低
那么系统最终可能选择:
B:减速
因此决策可以抽象为:
Candidate Behavior
↓
Behavior Evaluation
↓
Behavior Matching
↓
Decision
43.10 决策与概率
第26章建立了认知概率。
现在概率开始进入决策。
例如系统对当前状态形成:
稳定:0.85
轻微失稳:0.12
即将滑落:0.03
这意味着系统不是绝对知道:
“鸡蛋一定安全。”
而是:
根据当前信息,鸡蛋处于不同状态的可能性不同。
决策系统因此可以根据概率选择行为。
例如:
即将滑落概率 ↑
↓
保护行为权重 ↑
↓
停止或调整
因此形成:
Probability
↓
Risk
↓
Behavior Evaluation
↓
Decision
43.11 个体经验改变决策
不同个体面对同一个概率,也可能做出不同决策。
例如:
系统判断滑落概率 = 10%
个体A经验丰富,可能认为:
10%可以接受
个体B过去曾经经历过类似事故,可能认为:
10%已经过高
于是:
相同概率
+
不同经验
↓
不同风险判断
↓
不同决策
这说明:
个体认知不仅影响认知形成,也会继续影响决策阶段。
43.12 认知偏差进入决策
第31章讨论了个体认知偏差。
偏差可能导致某些信息在决策中被放大或降低。
例如:
过去经常摔碎玻璃
↓
对玻璃更加谨慎
于是系统可能对:
滑移
赋予更高决策权重。
而另一个个体可能因为:
长期没有发生事故
而低估风险。
因此:
经验
↓
偏差
↓
风险判断
↓
决策
这解释了为什么:
人的决策并不一定是完全客观的。
43.13 决策与时间
有些决策必须立即完成。
例如:
物体突然掉落
系统不能花很长时间进行复杂计算。
因此决策还受到:
时间压力
影响。
可以表示:
状态变化速度 ↑
↓
决策时间窗口 ↓
↓
行为选择范围 ↓
例如:
缓慢滑移
可以有更多调整机会。
而:
快速滑落
可能只能:
立即停止
或者:
立即改变支撑方向
因此:
决策不仅是空间上的选择,也是时间上的选择。
43.14 决策与行为能力
并不是所有认知结果都能直接转化成行为。
系统可能认知到:
对象正在滑落
但是,如果当前没有任何可以执行的行为:
没有抓取机构
没有移动机构
没有支撑机构
那么:
认知
无法转化为有效:
行为
因此决策还受到:
Action Capability
影响。
完整结构应该是:
认知
↓
目标
↓
风险
↓
候选行为
↓
行为能力
↓
行为评价
↓
决策
这使认知系统与工程系统真正连接起来。
43.15 决策不是行为本身
这一点在理论工程中必须明确。
例如:
Decision:
减速
和:
Action:
电机速度从100降低到60
不是同一个层次。
前者属于:
认知—决策层
后者属于:
执行层
因此可以建立:
Cognition
↓
Decision
↓
Action Command
↓
Execution
其中:
Decision
是:
对“做什么”的选择。
而:
Action
是:
对选择结果的具体执行。
43.16 决策是认知向行为的中间层
由此可以建立一个非常重要的结构:
感知
↓
对象
↓
属性
↓
状态
↓
匹配
↓
概率
↓
认知
↓
决策
↓
行为
这条链条中:
认知
解决:
我认为现在发生了什么?
决策
解决:
基于这个认知,我选择做什么?
行为
解决:
我实际上执行了什么?
三者必须保持清晰边界。
43.17 决策可以反过来改变认知
决策并不是认知过程的终点。
例如:
认知:
对象可能滑落
↓
决策:
降低速度
↓
行为:
减速
↓
对象状态改变
↓
重新感知
新的感知可能得到:
滑移停止
稳定性恢复
于是新的认知产生:
对象已经重新稳定
因此:
认知
↓
决策
↓
行为
↓
环境变化
↓
新认知
这意味着:
决策和行为实际上参与了认知过程本身。
43.18 决策形成动态闭环
因此可以正式建立:
感知
↓
对象
↓
状态
↓
匹配
↓
认知
↓
决策
↓
行为
↓
对象/环境变化
↓
新状态
↓
新感知
└────→
这不是一个单向流程。
而是:
持续运行的认知—决策—行为闭环。
43.19 从“正确答案”到“当前最合适行为”
传统计算系统经常寻找:
正确答案
但真实环境中的认知决策经常不存在绝对正确答案。
例如:
继续
减速
停止
调整
都可能是合理选择。
系统真正需要寻找的是:
在当前认知、目标、风险、个体经验和行为能力条件下,当前最合适的行为。
因此决策可以理解为:
Current Cognition
+
Current Goal
+
Current Risk
+
Available Actions
↓
Best Current Action
这里的“Best”不是绝对最优,而是:
当前条件下的相对最优。
43.20 决策的理论定义
综合前面的分析,可以给出本书对决策的定义:
决策是认知系统基于当前认知状态、个体目标、风险判断、历史经验、环境条件及可执行行为集合,对可能行为进行动态评价并选择当前最合适行为的过程。
进一步可以压缩为:
Decision
=
Cognition
+
Goal
+
Risk
+
Experience
+
Environment
+
Action Capability
其结果是:
Decision
↓
Selected Behavior
43.21 本章核心模型
第43章可以正式建立:
感知
↓
对象
↓
属性/状态
↓
动态变化
↓
认知匹配
↓
概率认知
↓
个体认知
│
┌────────────┼────────────┐
↓ ↓ ↓
目标 风险 经验
│ │ │
└────────────┼────────────┘
↓
候选行为
↓
行为评价
↓
决策
↓
行为
↓
状态变化
↓
反馈
↓
新认知
最终形成:
感知
↓
认知
↓
决策
↓
行为
↓
反馈
↓
再认知
这就是下一阶段“认知—决策—行为闭环”的理论基础。