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第97章 机器认知学习 Cognitive Learning

第97章 Cognitive Learning

机器认知学习

第96章建立了:

机器行为
 ↓
现实结果
 ↓
反馈
 ↓
机器认知

第94章建立了:

Situation
 ↓
Action
 ↓
Outcome
 ↓
Evaluation
 ↓
Experience

第95章又建立:

Current Situation
        ↓
Experience Matching
        ↓
Past Experience

因此到了第97章,几个机制开始汇合:

Experience
+
Feedback
+
Evaluation
        ↓
Cognitive Change

这就是:

Cognitive Learning


97.1 什么是机器认知学习

机器认知学习不是简单:

增加数据

也不是简单:

更新参数

而是:

机器通过对自身经历、现实反馈和结果评价进行处理,使其内部认知结构、认知关系、状态判断、经验使用方式或行为依据发生具有持续性的变化。

因此:

Learning
=
Cognitive Change

更准确地说:

Learning
=
Experience
+
Feedback
+
Evaluation
+
Cognitive Update

97.2 为什么“改变”是学习的核心

如果机器:

经历了事件
 ↓
获得反馈
 ↓
记录下来

但下一次完全没有任何变化:

Before Cognition
=
After Cognition

那么严格来说:

机器只是记忆了信息,而没有完成认知学习。

所以必须区分:

Memory
≠
Learning

记忆解决:

保存发生过什么。

学习解决:

发生过什么之后,我以后会有什么不同。


97.3 Memory → Experience → Learning

前面已经建立:

Memory
 ↓
Experience

现在进一步:

Experience
 ↓
Learning

因此形成:

Information
 ↓
Memory
 ↓
Experience
 ↓
Learning

但这四者不能混为一谈:

Memory
=
保存

Experience
=
经历结构

Learning
=
认知发生变化

97.4 Feedback → Learning

第96章建立了:

Behavior
 ↓
Outcome
 ↓
Feedback

第97章进一步:

Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Learning

例如:

机器判断:
Supplier A 适合当前任务

执行之后:

结果:
交付失败

获得:

Feedback:
失败

机器进行:

Evaluation

然后:

Cognitive Update

以后遇到类似情况:

Current Situation
 ↓
Experience Matching
 ↓
Past Failure Experience
 ↓
Different Evaluation

这才形成真正意义上的学习。


97.5 Learning 的核心不是“知道更多”

传统理解容易把学习理解为:

Knowledge ↑

但是机器可能:

Knowledge ↑

却:

Decision 不变
Behavior 不变
Interpretation 不变

那么它的认知能力未必真正发生变化。

因此 Cognitive Learning 更应该关注:

Knowledge Change
+
Relation Change
+
State Interpretation Change
+
Matching Change
+
Evaluation Change
+
Decision Change
+
Behavior Change

即:

学习的核心是认知结构和认知行为发生变化,而不仅仅是知识数量增加。


97.6 Cognitive Change

因此第97章可以定义:

Cognitive Change

即:

机器内部认知结构随经验、反馈和评价发生的变化。

可以表示:

Before
Cognitive State
      ↓
Experience
      ↓
Feedback
      ↓
Evaluation
      ↓
After
Cognitive State

如果:

Before ≠ After

并且这种变化能够持续影响后续认知,那么才具有学习意义。


97.7 什么东西可以发生变化

机器学习并不一定只改变一个模型。

在 WSaiOS 的符号逻辑体系中,可以改变:

Element
Relation
Object
State
Mapping
Matching Rule
Knowledge
Memory
Experience
Evaluation Rule
Decision Rule
Behavior Rule

因此:

Cognitive Learning

可以作用于多个认知层级。


97.8 Element Learning

最基础的是:

Element Learning

例如机器原来认为:

Element A
=
某个概念

经过人的纠正:

Element A
=
另一个概念

那么机器更新:

Element Meaning

这属于认知学习。


97.9 Relation Learning

机器还可以学习:

Relation

例如原来:

A → related_to → B

经过多次经验和反馈发现:

A → depends_on → B

于是关系发生变化:

Relation Update

这不是简单增加知识,而是:

认知结构中的关系发生了变化。


97.10 Object Learning

对象结构也可以变化。

例如机器原来认为:

Object A
=
Element 1
+
Element 2

后来发现:

Element 3

也是对象 A 的组成部分。

那么:

Object Structure

被更新。

形成:

Object
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Object Model Update

97.11 State Learning

机器还可以学习:

State

例如:

Condition A
 ↓
State = Available

经过现实反馈:

Condition A
 ↓
State = Unavailable

机器发现过去的状态判断规则存在问题,于是更新:

State Recognition Rule

这就是:

State Learning

97.12 Matching Learning

这对于 WSaiOS 尤其重要。

第89章建立:

Cognitive Matching

第95章建立:

Experience Matching

学习以后:

Matching Rule

本身也可能发生变化。

例如:

第一次:
A 与 B 不匹配

后来经过更多经验:

A 与 B
实际上存在隐含关系

机器就可能更新:

Matching Structure

于是:

Past Matching
        ↓
Feedback
        ↓
Evaluation
        ↓
New Matching Rule

这意味着:

机器不仅可以学习知识,还可以学习“如何匹配知识”。


97.13 Interpretation Learning

第90章建立:

Cognitive Interpretation

机器对一个符号、对象或状态的解释可能发生变化。

例如:

Symbol X

第一次解释为:

Meaning A

经过人的反馈:

Meaning A = Incorrect
Meaning B = Correct

以后:

Symbol X
 ↓
Meaning B

这就是:

Interpretation Learning

97.14 Evaluation Learning

第96章有:

Feedback
 ↓
Evaluation

第97章进一步研究:

Evaluation
 ↓
Evaluation Rule Update

例如:

过去:
低价格 = 高评价

经过多次结果发现:

低价格
并不一定
代表高价值

于是机器修改:

Evaluation Relation

从而改变以后对对象的评价。


97.15 Decision Learning

学习还可以改变:

Decision

例如:

过去:
Situation A
 → Decision A

结果连续失败。

经过:

Experience
+
Feedback
+
Evaluation

机器形成:

Situation A
 → Decision B

因此:

Decision Learning

就是:

过去经验和反馈改变未来决策依据。


97.16 Behavior Learning

行为也可以发生学习变化。

例如:

Action A

连续产生:

Negative Outcome

之后:

Situation
 ↓
Action B

这说明:

Experience
 ↓
Behavior Update

形成:

Behavior Learning

97.17 Cognitive Learning 的完整层次

因此可以形成:

Cognitive Learning
│
├── Element Learning
├── Relation Learning
├── Object Learning
├── State Learning
├── Mapping Learning
├── Matching Learning
├── Interpretation Learning
├── Evaluation Learning
├── Decision Learning
└── Behavior Learning

这已经明显不同于简单的:

Model Parameter Update

97.18 Machine Learning 与 Cognitive Learning

现在正式比较两者。

Machine Learning

通常可以抽象为:

Data
 ↓
Training
 ↓
Model
 ↓
Prediction

重点通常是:

Pattern
Prediction
Classification
Optimization

Cognitive Learning

则可以抽象为:

Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Cognitive Change
 ↓
Future Cognition

重点是:

Meaning
Structure
Experience
State
Matching
Decision
Behavior

因此:

Machine Learning 主要研究机器如何从数据中形成或调整模型;Cognitive Learning 研究机器如何因为经历和反馈而改变自身认知。


97.19 两者并非完全对立

这里不能简单说:

Machine Learning 错
Cognitive Learning 对

二者属于不同层次的问题。

可以形成:

Machine Learning
        ↓
提供某些学习算法
        ↓
Cognitive Learning
        ↓
改变机器认知

也就是说:

Machine Learning
=
一种技术方法

Cognitive Learning
=
一种认知机制

在你的理论中:

机器学习可以作为实现认知学习的一种技术,但不能定义认知学习本身。


97.20 Neural Network Learning 与 Cognitive Learning

神经网络学习通常表现为:

Input
 ↓
Network
 ↓
Loss
 ↓
Gradient
 ↓
Parameter Update

最终:

Weight

发生变化。

而 Cognitive Learning 可以表现为:

Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Cognitive Structure
 ↓
Update

改变的可能是:

Element
Relation
Object
State
Rule
Matching
Experience
Decision
Behavior

所以二者的:

Learning Object

不同。


97.21 大模型学习与 Cognitive Learning

大模型通常在训练阶段通过大量数据调整:

Parameters

形成:

Model

而 ICAI 的 Cognitive Learning 更关注:

Individual
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Cognitive Update

因此一个非常重要的区别是:

Model Learning

与:

Individual Cognitive Learning

不是同一个概念。

前者可以发生在:

Global Model

后者发生在:

Individual

97.22 Individual Learning

第93章已经建立:

Individual
 ↓
Memory

现在进一步:

Individual
 ↓
Experience
 ↓
Learning

因此:

Cognitive Learning 必须考虑“谁在学习”。

例如:

Individual A

经历:

Experience A

形成:

Learning A

而:

Individual B

没有经历过这件事。

那么默认情况下:

Learning A

不应该自动成为:

Learning B

97.23 Individual Cognitive Learning

因此可以正式定义:

Individual Cognitive Learning 是一个机器个体根据自身经历、反馈和评价,对自身认知结构及其运行方式进行持续更新的过程。

形成:

Individual
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Cognitive Update
 ↓
Future Cognition

这与:

Global AI Model Training

形成明显区别。


97.24 学习必须产生未来差异

判断机器是否学习,可以提出一个非常简单的原则:

如果过去经验没有使未来认知产生任何可观察差异,就很难称为真正的认知学习。

例如:

第一次:
Situation A → Decision A

发生失败。

第二次:

Situation A → Decision A

仍然完全一样。

如果机器只是保存:

“第一次失败”

却没有改变:

Evaluation
Decision
Behavior

那么:

Memory = 有
Learning = 未必有

97.25 Learning 的结果

因此学习结果可以表现为:

Knowledge Update
Relation Update
State Rule Update
Matching Update
Evaluation Update
Decision Update
Behavior Update

最终:

Future Cognition

发生变化。

形成:

Past Experience
       ↓
Learning
       ↓
Future Behavior

97.26 Learning 不等于正确

机器学习以后也可能学错。

例如:

错误经验
 ↓
错误评价
 ↓
错误学习
 ↓
错误认知

所以:

Learning
≠
Correctness

真正需要的是:

Learning
+
Validation

这意味着后续还需要研究:

Cognitive Validation

以及:

Cognitive Correction

97.27 Learning 与 Feedback Conflict

如果反馈冲突:

Human A:
正确

Human B:
错误

机器不能立即形成:

Learning

而应该:

Feedback Conflict
 ↓
Evaluation
 ↓
Authority
 ↓
Context
 ↓
Resolution
 ↓
Learning

因此:

学习必须建立在反馈评价之后,而不能把所有反馈直接当成真理。


97.28 Learning 与人工控制

按照你的 ICAI 理论:

Machine Individual

可以形成自己的:

Experience
Memory
Cognition
Learning

但是:

Human

仍然拥有最高控制权限。

因此学习也可以受到:

Human Approval
Human Correction
Human Restriction
Human Override

控制。

形成:

Machine Learning
        ↓
Proposed Cognitive Update
        ↓
Human Authority
        ↓
Approved / Rejected / Modified

尤其是涉及核心认知结构或高风险行为时,这种机制非常重要。


97.29 Cognitive Learning 的状态变化

可以把学习表示成状态转换:

Before Learning
        ↓
Experience
        ↓
Feedback
        ↓
Evaluation
        ↓
Learning
        ↓
After Learning

例如:

State A
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
State B

于是:

Learning
=
Cognitive State Transition

这与第86章:

Cognitive State

建立直接联系。


97.30 Cognitive Learning 的结构变化

学习不仅可以改变状态,还可以改变结构:

Before:

A → B

After:

A → C → B

也就是说机器形成了新的:

Element
Relation
Structure

所以:

Learning
=
State Change
+
Structure Change

97.31 Cognitive Learning 的规则变化

机器还可以形成:

Rule

例如:

Rule 1:
Condition A → Action A

经过经验发现:

Condition A + Condition B → Action B

于是:

Rule 1

被细化。

因此学习也可以是:

Rule Refinement

97.32 Learning 的最小闭环

最小认知学习闭环:

Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Update

然后:

Update
 ↓
Future Cognition

形成:

Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Cognitive Update
 ↓
Future Cognition

这就是本章最核心的结构。


97.33 Learning 的完整闭环

进一步加入现实:

Reality
 ↓
Perception
 ↓
Cognition
 ↓
Decision
 ↓
Behavior
 ↓
Outcome
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Experience
 ↓
Learning
 ↓
Cognitive Update
 ↓
Future Cognition

形成一个真正的:

Cognitive Learning Loop


97.34 Cognitive Learning 与 Experience Matching

第95章:

Current Situation
        ↓
Experience Matching
        ↓
Past Experience

第97章:

Past Experience
        ↓
Learning
        ↓
Cognitive Update

两者连接:

Current Situation
        ↓
Experience Matching
        ↓
Past Experience
        ↓
Experience Utilization
        ↓
Decision
        ↓
Behavior
        ↓
Feedback
        ↓
Learning
        ↓
Cognitive Update

于是形成:

过去经验影响现在,现在反馈改变未来。

这是 Individual Artificial Intelligence 非常重要的时间结构。


97.35 认知学习不是一次训练

传统模型训练经常表示:

Dataset
 ↓
Training
 ↓
Model

而 Individual Cognitive Learning 可以持续:

Day 1
 ↓
Experience
 ↓
Learning

Day 2
 ↓
Experience
 ↓
Learning

Day 3
 ↓
Experience
 ↓
Learning

因此:

Individual

可以不断形成自己的:

Experience History

以及:

Cognitive Evolution

97.36 Cognitive Evolution

长期学习形成:

Initial Individual
        ↓
Experience
        ↓
Learning
        ↓
Cognitive Update
        ↓
New Individual State
        ↓
More Experience
        ↓
More Learning
        ↓
Cognitive Evolution

这里的“演化”不是生物学意义上的进化。

而是:

机器个体认知结构随时间持续发生变化。


97.37 机器个体的形成

到第97章以后:

Machine
 ↓
Individual
 ↓
Memory
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Learning
 ↓
Cognitive Evolution

机器已经不再只是:

Static Program

而逐渐成为:

Stateful Cognitive Individual

它具有:

过去
现在
未来

三个时间维度:

Past
 ↓
Experience

Present
 ↓
Cognition

Future
 ↓
Learning-based Change

97.38 Cognitive Learning 的工程结构

如果进入工程实现,可以建立:

CognitiveLearningEngine

输入:

Experience
Feedback
Evaluation
Current Cognitive State

处理:

Change Detection
Pattern Analysis
Rule Evaluation
Structure Update
State Update
Memory Update

输出:

Cognitive Update

但这一章只定义理论,不把具体程序实现提前混入。


97.39 Cognitive Learning 与 WSaiOS

WSaiOS 的核心链条可以进一步扩展:

Reality
 ↓
Perception
 ↓
Symbol
 ↓
Element
 ↓
Relation
 ↓
Object
 ↓
State
 ↓
Cognitive Structure
 ↓
Mapping
 ↓
Matching
 ↓
Interpretation
 ↓
Understanding
 ↓
Memory
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Learning
 ↓
Cognitive Update

这里:

Learning

不再是独立于认知系统之外的训练过程。

它成为:

认知系统内部持续改变自身认知结构的机制。


97.40 Machine Learning 与 Cognitive Learning 的根本区别

最终可以用一组关系进行区分:

维度 Machine Learning Cognitive Learning
基本对象 数据 / 模型 Individual / Cognition
输入 Dataset Experience / Feedback
核心过程 Training Cognitive Change
主要变化 Parameters / Model Cognitive Structure
记忆 不一定 必须重视
个体性 不一定 核心
历史经验 不一定 核心
反馈 可有可无 核心
状态 不一定 核心
行为 输出结果 认知学习的重要结果
学习目标 Prediction / Pattern Future Cognition
可解释结构 视模型而定 强调显式结构
人工控制 外部系统机制 可作为认知权限机制

因此:

Machine Learning 关注“机器如何从数据中学习”;Cognitive Learning 关注“机器作为一个认知个体,如何因为经历和反馈而改变自己”。


97.41 本章最终理论模型

第97章最终形成:

              Reality
                 ↓
             Perception
                 ↓
             Cognition
                 ↓
              Decision
                 ↓
              Behavior
                 ↓
              Outcome
                 ↓
              Feedback
                 ↓
             Evaluation
                 ↓
             Experience
                 ↓
              Learning
                 ↓
         Cognitive Update
                 ↓
          Future Cognition
                 │
                 └──────────→

而内部机制可以表示为:

Experience
     +
Feedback
     +
Evaluation
     ↓
Cognitive Change
     ↓
┌──────────────────────┐
│ Element Update       │
│ Relation Update      │
│ Object Update        │
│ State Update         │
│ Mapping Update       │
│ Matching Update      │
│ Interpretation Update│
│ Evaluation Update    │
│ Decision Update      │
│ Behavior Update      │
└──────────────────────┘

97.42 第97章的核心结论

第97章最终确立:

机器认知学习不是机器简单增加数据,而是机器个体根据自身经验、现实反馈和评价,使自身认知结构及其认知运行方式发生持续变化的过程。

因此:

Memory
=
保存过去

Experience
=
形成过去经历

Feedback
=
现实告诉机器发生了什么

Evaluation
=
机器判断这个结果意味着什么

Learning
=
机器因此发生什么变化

最终形成:

Memory
 ↓
Experience
 ↓
Feedback
 ↓
Evaluation
 ↓
Learning
 ↓
Cognitive Change

这一步非常重要,因为从这里开始,机器不只是拥有认知,还开始拥有“认知发展的历史”

也就是说:

第92章 Cognitive Memory
        ↓
机器能够记住

第94章 Cognitive Experience
        ↓
机器能够经历

第95章 Experience Matching
        ↓
机器能够调用过去经历

第96章 Cognitive Feedback
        ↓
机器能够接受现实和人的反馈

第97章 Cognitive Learning
        ↓
机器能够因为过去经历和反馈而改变自己

由此,ICAI 的时间连续性真正建立起来:

             Past
              ↓
          Experience
              ↓
           Memory
              ↓
           Matching
              ↓
            Present
              ↓
          Cognition
              ↓
           Behavior
              ↓
           Outcome
              ↓
           Feedback
              ↓
           Learning
              ↓
            Future
              ↓
       Changed Cognition

这就为下一阶段研究一个更加关键的问题创造条件:

如果机器能够通过认知学习不断改变自己的认知结构,那么机器如何评价“自己当前的认知是否正确、可靠、有效”?

这将自然进入后面的 Cognitive Evaluation(认知评价),再进一步连接 Cognitive Decision(认知决策)

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