第100章 Cognitive Method
认知方法
第99章建立了:
Cognitive State
+
Goal
+
Knowledge
+
Experience
+
Constraints
↓
Evaluation
↓
Choice
↓
Decision
机器由此解决了:
“选择什么?”
但是,一个决策形成以后,仍然存在一个更加实际的问题:
机器已经决定做什么,那么它究竟通过什么方法完成这个决定?
例如:
Decision:
选择对象 A
这只是:
What
还没有解决:
How
因此,第100章进入:
Cognitive Method
中文:
认知方法
核心关系:
Goal
↓
Decision
↓
Method
进一步:
Object
↓
Method
↓
Action
这也是前面建立的:
对象—方法映射
第一次正式进入机器认知的连续运行体系。
100.1 什么是认知方法
可以定义:
认知方法,是机器根据当前认知状态、目标、决策、对象及其条件,从已有方法结构中选择或形成实现特定目标和决策的行为方式。
简单来说:
Decision
=
做什么
Method
=
怎么做
因此:
Decision
↓
Method
是两个不同层次的认知过程。
100.2 为什么 Decision 之后必须存在 Method
如果没有 Method:
Decision
↓
?
机器只有:
我要做 A
却不知道:
如何完成 A
因此完整结构必须是:
Goal
↓
Decision
↓
Method
↓
Action
例如:
Goal:
获得信息
Decision:
向人询问
Method:
提出问题
这里:
Goal = 为什么做
Decision = 决定做什么
Method = 决定怎么做
100.3 Method 与 Action 的区别
必须严格区分:
Method
和:
Action
Method 是:
实现目标或决策的一种方式。
Action 是:
方法被实际执行后产生的具体行为。
例如:
Decision:
获取用户信息
Method:
通过提问获取
Action:
“请告诉我您的产品型号。”
因此:
Decision
↓
Method
↓
Action
而不是:
Decision
↓
Action
直接跳过方法。
100.4 Method 的认知位置
前面已经形成:
Perception
↓
Cognition
↓
Understanding
↓
Decision
现在继续:
Decision
↓
Method
↓
Behavior
↓
Action
于是:
Perception
↓
Cognition
↓
Decision
↓
Method
↓
Behavior
机器开始从:
认识
进入:
行动准备
100.5 Method 不是普通程序函数
这里必须区分:
Software Function
和:
Cognitive Method
普通程序函数通常是:
function()
↓
fixed operation
而认知方法具有:
Context
Object
Goal
Decision
State
Condition
例如:
Method:
询问用户
并不是永远使用同一个动作。
面对不同:
Object
State
Person
Context
Goal
方法可能发生变化。
因此:
认知方法不是固定程序,而是认知系统中的可选择行为方式。
100.6 Method 的基本结构
可以建立:
Method
{
method_id,
name,
purpose,
target_object,
preconditions,
applicable_states,
required_elements,
required_relations,
steps,
expected_outcome,
constraints
}
因此 Method 本身也是一个:
Cognitive Object
而不是简单的代码片段。
100.7 Method 的核心组成
一个完整的方法至少包含:
Method
│
├── Purpose
├── Target Object
├── Preconditions
├── Applicable State
├── Required Resources
├── Method Logic
├── Execution Steps
├── Expected Outcome
└── Constraints
因此:
Method
实际上是一种:
目标到结果之间的结构化实现路径。
100.8 Goal 与 Method
同一个目标可能存在多个方法:
Goal
↓
Method A
Method B
Method C
例如:
Goal:
获取信息
可以:
Method A:
直接询问
Method B:
读取已有记忆
Method C:
观察当前状态
Method D:
通过已有对象关系推导
所以:
Goal
↓
Method Set
而不是:
Goal
↓
One Fixed Method
100.9 Decision 与 Method
第99章决定:
What
第100章决定:
How
例如:
Goal:
解决问题
Decision:
采用方案 A
Methods:
Method 1
Method 2
Method 3
机器接下来需要:
Evaluate Methods
↓
Select Method
因此第100章内部还可以形成:
Decision
↓
Candidate Methods
↓
Method Matching
↓
Method Evaluation
↓
Method Selection
100.10 方法匹配
这与第89章的:
Cognitive Matching
直接连接。
当前:
Object
State
Goal
Decision
与:
Method
进行匹配:
Current Cognitive State
↓
Method Matching
↓
Applicable Methods
因此:
机器不是简单地寻找“一个方法”,而是在当前认知条件下寻找“适用的方法”。
100.11 Object → Method
这是本章最重要的理论之一:
对象—方法映射
可以表示为:
Object
↓
Object State
↓
Applicable Method
例如:
Object:
用户
State:
等待回答
Method:
询问
另一个状态:
Object:
用户
State:
已经提供答案
Method:
分析答案
因此:
Same Object
+
Different State
↓
Different Method
这说明方法选择不仅取决于对象,还取决于对象当前状态。
100.12 Object → Method Mapping
可以正式定义:
对象—方法映射,是机器根据对象类型、对象属性、对象关系、对象状态以及当前目标和决策,为对象选择适用方法的认知映射机制。
结构:
Object
+
Attributes
+
Relations
+
State
+
Goal
+
Decision
↓
Method
因此:
Method = f(Object, State, Goal, Decision, Context)
这里的 f 并不要求是数学函数,也可以是:
Rule
Matching
Mapping
Classification
Selection
构成的认知机制。
100.13 方法不是对象的固有属性
需要进一步区分:
Object
与:
Method
对象本身并不一定“拥有唯一方法”。
例如:
Object:
Document
可以存在:
Read
Analyze
Classify
Store
Compare
Summarize
不同方法。
所以:
Object
↓
Method Set
更合理。
然后:
Context
+
Goal
+
State
↓
Method Selection
100.14 Method Selection
方法选择可以形成:
Candidate Methods
↓
Applicability Check
↓
State Matching
↓
Goal Matching
↓
Constraint Check
↓
Method Evaluation
↓
Selected Method
因此:
方法选择本身也是一个认知决策过程。
但它与第99章的总体 Decision 不同。
第99章:
选择做什么
第100章:
选择怎么做
100.15 Decision 与 Method 的层级关系
可以形成两个连续决策:
Decision Level 1
What to do
↓
Decision Level 2
How to do
也就是:
Goal
↓
Action Objective
↓
Decision
↓
Method Selection
↓
Execution
因此:
Method Selection 可以看作决策之后的第二层选择。
100.16 Method Condition
方法不是任何情况下都适用。
例如:
Method A
要求:
State = Available
如果:
State = Unavailable
那么:
Method A
不能使用。
因此每个 Method 应具有:
Precondition
即:
方法适用的前置条件。
结构:
Current State
↓
Precondition Check
↓
Applicable / Not Applicable
100.17 Method State
方法本身也可以具有状态:
Method
↓
Available
↓
Selected
↓
Prepared
↓
Executing
↓
Completed
如果失败:
Executing
↓
Failed
因此:
Method
也可以成为一个状态对象。
100.18 Method 与对象状态
对象状态改变以后,方法集合也可能改变。
例如:
Object A
State X
↓
Methods:
M1
M2
状态变成:
Object A
State Y
↓
Methods:
M3
M4
所以:
Object State
↓
Method Availability
是一种重要的认知关系。
100.19 Method 与 Relation
方法选择还可能依赖对象关系。
例如:
Object A
Relation:
A belongs to Group B
于是可以选择:
Method:
Group Processing
因此:
Object
+
Relation
↓
Method
进一步:
Object
+
Relation
+
State
↓
Method
100.20 Method 与 Knowledge
机器需要知道:
哪些方法存在?
哪些方法适用?
哪些方法有效?
这些来自:
Knowledge
例如:
Knowledge:
Object A supports Method M1
那么:
A
↓
M1
可以进入方法候选集合。
因此:
Knowledge
↓
Method Mapping
100.21 Method 与 Experience
第94章已经建立:
Experience
第95章建立:
Experience Matching
现在经验可以进一步影响方法选择:
Current Situation
↓
Experience Matching
↓
Past Method
↓
Past Outcome
↓
Method Evaluation
例如:
Method A
Past Outcome = Good
而:
Method B
Past Outcome = Bad
在相似情境下:
Method A
可能具有更高优先级。
因此:
经验不仅帮助机器决定“做什么”,还可以帮助机器决定“怎么做”。
100.22 Method Experience
可以形成:
Method Experience
结构:
Situation
+
Object
+
State
+
Method
+
Outcome
+
Evaluation
以后再次遇到相似情况:
Current Situation
↓
Method Experience Matching
↓
Method Selection
100.23 Method 与 Learning
如果某个方法连续失败:
Method A
↓
Failure
↓
Feedback
机器可以调整:
Method Priority
甚至:
Method Structure
例如:
Old Method:
M1
经过学习:
M1
↓
Add Condition
↓
M1'
于是:
Experience
↓
Learning
↓
Method Update
这使方法成为机器个体不断演化的一部分。
100.24 Method Adaptation
认知适应不仅可以改变:
Knowledge
也可以改变:
Method Selection
例如环境变化:
Old Environment
↓
Method A effective
环境改变:
New Environment
↓
Method A ineffective
机器通过反馈发现:
Method B
更加适合。
于是:
Adaptation
↓
Method Mapping Update
100.25 Method 与 Human Interaction
因为本体系从第78章开始就是:
Human
↕
Machine
所以人与机器交互过程中,机器的方法也可能不同。
例如:
Person A
偏好:
Short Response
方法:
Concise Communication
而:
Person B
需要:
Detailed Explanation
方法:
Detailed Communication
因此:
Individual
+
Person Context
+
Goal
+
State
↓
Method
这进一步体现:
机器不是只针对对象行动,而是针对当前具体交互情境选择方法。
100.26 Method 与 Individual
不同 Individual 可以拥有不同的方法结构。
例如:
Individual A
Method Preference:
M1 > M2
而:
Individual B
Method Preference:
M2 > M1
原因可能来自:
Experience
Learning
Knowledge
Goals
Constraints
所以:
Method
也是个体认知的重要组成部分。
100.27 Method Memory
机器可以记住:
Object
+
Situation
+
Method
+
Outcome
形成:
Method Memory
例如:
Situation X
Object A
Method M1
Outcome Good
以后:
Situation X
Object A
可以优先:
M1
这使方法选择具有历史连续性。
100.28 Method Mapping Memory
甚至可以形成:
Object → Method Mapping History
例如:
Object A
├── State X → M1
├── State Y → M2
└── State Z → M3
随着经验增加:
Object A
├── State X → M1
├── State Y → M2
├── State Z → M3
└── State W → M4
这实际上形成了一种:
动态对象—方法映射结构。
100.29 Method 与 Symbolic Logic
在符号逻辑体系中,可以表达:
Object = A
State = X
Goal = G
如果:
Condition:
A ∧ X ∧ G
满足:
Rule:
A + X + G → M1
则:
Method = M1
因此:
Symbol
↓
Element
↓
Object
↓
State
↓
Condition
↓
Rule
↓
Method
这是符号逻辑从:
“认识”
进入:
“行动方式选择”
的重要一步。
100.30 Method Rule
可以定义:
Method Rule
例如:
IF
Object = User
AND
State = Waiting
AND
Goal = GetInformation
THEN
Method = AskQuestion
这里:
IF
部分属于:
Cognitive Condition
而:
THEN
产生:
Method
因此:
方法可以成为符号逻辑推导的结果。
100.31 Method Mapping Rule
进一步:
Object
+
State
+
Goal
↓
Mapping Rule
↓
Method
例如:
Object = Document
State = Unknown
Goal = Understand
→ Method = AnalyzeStructure
如果:
State = Structured
则:
→ Method = SemanticInterpretation
因此:
State
直接影响:
Method
100.32 Method 与 Cognitive Structure
第87章建立:
Cognitive Structure
现在可以进一步扩展:
Element
↓
Relation
↓
Object
↓
State
↓
Goal
↓
Decision
↓
Method
形成:
Cognitive Structure
中的行动准备部分。
100.33 Method 不是最终行为
本章必须保持边界。
当前只研究:
Method
因此:
Method
↓
?
下一阶段再研究:
Behavior
以及:
Action
Execution
所以本章暂时不把:
Method
和:
Behavior
完全合并。
100.34 Method 与 Behavior
二者关系可以暂时定义为:
Method
↓
Behavior Model
↓
Behavior
即:
Method
=
行为方式
而:
Behavior
=
实际行为表现
例如:
Method:
AskQuestion
可能产生:
Behavior:
Initiate Human Query
最终:
Action:
提出具体问题
100.35 Method 的工程对象
在软件工程中,可以建立:
Method Object
例如:
Method
{
id
name
goal
object
state
condition
parameters
steps
expected_result
constraints
priority
experience_score
}
这样:
Method
就可以进入数据库、对象模型和状态机。
100.36 Method Repository
如果机器拥有大量方法,可以形成:
Method Repository
结构:
Method Repository
│
├── Communication
├── Observation
├── Analysis
├── Retrieval
├── Comparison
├── Selection
├── Transformation
├── Planning
└── Execution
但这些只是方法分类。
真正决定调用哪个方法的是:
Cognitive Matching
100.37 Method Matching Engine
可以建立:
Method Matching Engine
输入:
Object
State
Goal
Decision
Context
Knowledge
Experience
Constraints
输出:
Candidate Methods
再经过:
Method Evaluation
最终:
Selected Method
100.38 Cognitive Method Engine
进一步:
Cognitive Engine
↓
Decision Engine
↓
Method Engine
职责:
Decision Engine
=
决定做什么
Method Engine
=
决定怎么做
这两个模块必须保持清晰边界。
100.39 Method Engine 的基本流程
可以定义:
Decision
↓
Object Identification
↓
State Identification
↓
Goal Identification
↓
Method Retrieval
↓
Method Matching
↓
Method Evaluation
↓
Constraint Check
↓
Method Selection
↓
Method Preparation
最终输出:
Selected Method
而不是直接执行 Action。
100.40 Method Evaluation
多个方法同时适用时:
M1
M2
M3
机器需要比较:
Effectiveness
Experience
Cost
Risk
Time
Compatibility
Goal Fit
形成:
Method Evaluation
然后:
M1 = 0.87
M2 = 0.76
M3 = 0.64
选择:
M1
这里再次体现:
Cognitive Decision
的递归结构。
100.41 方法选择也是认知选择
因此:
Decision
并不是只发生一次。
可以形成:
Goal
↓
What Decision
↓
Method Decision
↓
Behavior Decision
↓
Action
也就是说:
机器认知可能存在不同层次的选择。
第99章解决:
What
第100章解决:
How
后续还需要继续研究:
How exactly
以及:
Execute
100.42 Method 与 Context
同一个:
Object
在不同:
Context
下可能采用不同方法。
因此:
Object
+
Context
+
State
+
Goal
↓
Method
例如:
Object = Person
Context = Emergency
与:
Object = Person
Context = Normal Conversation
显然不应使用完全相同的方法。
所以:
方法不是脱离情境存在的。
100.43 Method Context Model
可以定义:
Method Context
{
environment,
person,
object,
state,
goal,
constraints,
history
}
然后:
Method Selection
=
Match(Current Context, Method Conditions)
这使方法选择与前面的:
Cognitive Mapping
Cognitive Matching
形成统一体系。
100.44 Method 的可解释性
机器选择:
Method M1
应该能够回答:
Why M1?
例如:
Object:
User
State:
Waiting
Goal:
Get Information
Experience:
M1 successful 8 times
Constraint:
Low interaction cost
Decision:
Ask User
Method:
AskQuestion
因此:
Method Trace
可以追溯:
Method
↓
Decision
↓
Goal
↓
Object
↓
State
↓
Experience
↓
Knowledge
100.45 Method Error
方法选择错误可能来自:
Object Error
State Error
Goal Error
Mapping Error
Matching Error
Knowledge Error
Experience Error
Evaluation Error
例如:
State 判断错误
可能导致:
Wrong Method
所以:
方法错误同样可能是认知链前面的问题,而不只是方法本身的问题。
100.46 Method Feedback
执行之后:
Method
↓
Action
↓
Outcome
结果可以反馈到:
Method Evaluation
例如:
Method A
↓
Outcome Bad
以后:
Method A Priority ↓
因此:
Feedback
↓
Method Update
形成方法层面的学习。
100.47 Method Learning
可以形成:
Method Learning
过程:
Method
↓
Outcome
↓
Evaluation
↓
Experience
↓
Learning
↓
Method Weight Update
长期以后:
Method Selection
会发生变化。
这意味着:
机器不仅学习知识,也可以学习“做事情的方法”。
100.48 Method Evolution
进一步:
Old Method
↓
Experience
↓
Failure / Improvement
↓
Method Modification
↓
New Method
形成:
Method Evolution
例如:
M1
最初:
Step A → Step B
经过经验:
Step A
↓
Condition Check
↓
Step B
形成:
M1'
因此方法本身也可以成为机器认知学习和演化的对象。
100.49 Method 与 Individual Cognition
到这里:
Individual
已经拥有:
Knowledge
Memory
Experience
Goals
Decision
Methods
因此:
Individual Cognitive Space
进一步形成:
Object
State
Decision
Method
之间的个体化关系。
例如:
Individual A
↓
Object A
↓
State X
↓
Decision D1
↓
Method M1
而另一个个体:
Individual B
↓
Object A
↓
State X
↓
Decision D2
↓
Method M2
即使面对相似对象,也可能产生不同方法。
100.50 Method 的个体性
这说明:
方法也是 Individual Cognitive Model 的组成部分。
因为不同个体:
Experience
Knowledge
Preferences
Goals
不同,所以:
Method Selection
也可能不同。
因此:
Individual Cognition
↓
Individual Decision
↓
Individual Method
最终形成:
Individual Behavior
100.51 对象—方法映射的完整结构
现在可以正式建立:
Object
↓
Object Attributes
↓
Object Relations
↓
Object State
↓
Context
↓
Goal
↓
Decision
↓
Method Matching
↓
Method Evaluation
↓
Method Selection
核心关系:
Object + State + Context
↓
Method Mapping
↓
Method
如果进一步加入目标:
Object
+
State
+
Context
+
Goal
+
Decision
↓
Method
这就是更加完整的:
Object–Method Cognitive Mapping
100.52 Cognitive Method 的核心模型
可以正式定义:
Cognitive Method
=
Object
+
State
+
Context
+
Goal
+
Decision
+
Knowledge
+
Experience
+
Constraints
↓
Method Selection
进一步:
Selected Method
↓
Behavior Preparation
100.53 机器认知链进一步延伸
前面第91章建立:
Machine Understanding
第99章建立:
Cognitive Decision
现在第100章继续:
Machine Understanding
↓
Cognitive Decision
↓
Cognitive Method
完整关系:
理解
↓
决定做什么
↓
决定怎么做
这已经开始形成真正的:
机器认知行为准备过程。
100.54 从 Cognition 到 Action
目前可以形成:
Perception
↓
Symbol
↓
Element
↓
Relation
↓
Object
↓
State
↓
Cognitive Structure
↓
Mapping
↓
Matching
↓
Interpretation
↓
Understanding
↓
Memory
↓
Experience
↓
Learning
↓
Adaptation
↓
Decision
↓
Method
下一步自然需要研究:
Method
↓
Behavior
以及:
Behavior
↓
Action
所以第100章是机器认知由:
Understanding
进入:
Behavior Preparation
的重要节点。
100.55 Cognitive Method 与传统 AI 的区别
传统系统经常:
Input
↓
Model
↓
Output
而这里形成:
Input
↓
Perception
↓
Cognitive Structure
↓
Understanding
↓
Decision
↓
Method
方法不是:
Model Output
而是:
Cognitive Object
经过:
Mapping
Matching
Evaluation
Selection
形成的结果。
100.56 Cognitive Method 与程序方法的区别
程序中的:
Method
通常是:
预先定义的执行代码
而 ICAI 中的:
Cognitive Method
强调:
什么时候适用
为什么适用
对什么对象适用
在什么状态下适用
达到什么目标
过去效果如何
当前是否允许
因此:
ICAI 的 Method 是“认知选择出来的方法”,而不仅是“程序员写好的函数”。
100.57 Cognitive Method 的工程闭环
可以形成:
Goal
↓
Decision
↓
Object Identification
↓
State Identification
↓
Method Retrieval
↓
Method Matching
↓
Method Evaluation
↓
Method Selection
↓
Method Preparation
↓
Execution
↓
Outcome
↓
Feedback
↓
Experience
↓
Method Learning
其中本章的核心边界停留在:
Method Selection
↓
Method Preparation
100.58 本章最重要的理论关系
第100章最终建立三组核心关系:
第一组
Goal
↓
Decision
解决:
做什么?
第二组
Decision
↓
Method
解决:
怎么做?
第三组
Object
+
State
+
Context
↓
Method Mapping
解决:
对什么对象,在什么情况下,采用什么方法?
三者合起来:
Goal
↓
Decision
↓
Object / State / Context
↓
Method Mapping
↓
Method
100.59 Cognitive Method 的最终定义
Cognitive Method 是机器个体在特定认知状态、目标、对象和情境下,根据知识、经验、约束以及已有方法结构,通过映射、匹配、评价和选择确定实现当前决策的方式。
简化为:
Cognitive Method
=
How to Achieve the Decision
而:
Object–Method Mapping
=
Which Method Is Applicable to Which Object Under Which State and Context
100.60 第100章的最终认知结构
最终形成:
Individual
↓
Cognitive Space
↓
Goal
↓
Cognition
↓
Decision
↓
┌──────────┴──────────┐
↓ ↓
Object Context
↓ ↓
State ↓
└──────────┬──────────┘
↓
Method Mapping
↓
Method Matching
↓
Method Evaluation
↓
Method Selection
↓
Method
因此,第100章真正完成的是:
第99章
Cognitive Decision
↓
做什么
第100章
Cognitive Method
↓
怎么做
并正式把你前面建立的:
Object
↓
Method
从普通面向对象程序设计中的“对象调用方法”,提升为:
Cognitive Object
↓
Object State
↓
Cognitive Mapping
↓
Method Matching
↓
Method Selection
这一步非常关键。因为从这里开始,Method 不再只是程序代码中的一个函数,而成为机器认知体系中连接“决策”和“行为”的中间认知结构。
下一章就应该专门研究 第101章 Cognitive Behavior(认知行为):不再讨论“选择什么方法”,而只研究机器如何把已经选择的方法转化为可观察的行为。