Mesterséges érzékelés és döntés

Az érzékelés (szenzoros folyamatok) lényege, hogy az érzékszervek idegi felfogó készülékeiken, azaz a receptorokon keresztül kapnak fizikai–kémiai ingereket a külvilágból és a testből. Ezek az ingerek a receptorokban átfordítódnak az idegrendszer elektrokémiai kódjába – ez a transzdukció folyamata. Az érzékletek tehát az érzékszervektől az agyhoz érkező idegi információk, amelyeket az agy feldolgoz és értelmez – azaz szervezi és integrálja ezeket a korábbi tapasztalatokba: így „alakul az érzékszervek segítségével a környezeti információ tárgyak, események, hangok, ízek és egyebek élményévé” [33].

Az agyműködés egyik legfontosabb szerepe, hogy megértsük a külvilág információit és ezekre megfelelő és adaptív viselkedéses válaszokat produkáljunk. A fizikai környezetből származó ingerek az érzékszervek receptoraiban fordítódnak át az idegrendszer elektrokémiai kódjába. Ez a szenzoros kódolás folyamata. Minden érzékszerv bizonyos típusú környezeti energiára reagál leginkább megfelelően. Az idegrendszerben az ingerületek neurális impulzusok, jellemzőikben rögzített akciós potenciálok formájában továbbítódnak az agyba. Ez azt jelenti, hogy a szenzoros kódolás kettős folyamat:

részben anatómiai, részben idői jellegű: például az idegi információ kisülési aránya (gyors vagy lassú) tükrözi az inger eredeti intenzitását. Így a különböző ingerek eltérő akciós potenciálokba fordítódnak át, ami számszerűen alig megragadható variabilitást tesz lehetővé. Ily módon válik lehetségessé, hogy például pontosan, észleljük, hogy testünk melyik részét és hogyan (erősen, gyengéden) érintette meg valami és így tovább.

5. táblázat: Az érzékszervekben lezajló transzdukció típusai

ÉRZÉKSZERV KÖRNYEZETI INGER ÁTALAKÍTÓDÓ ENERGIA

Szem Fény Sugárzási energia

Fül Hang Mechanikai energia

Orr Szag A molekula alakjának

azonosítása

Nyelv Íz A molekula alakjának

azonosítása Bőr, belső szervek Érintés,

Hőmérséklet, Vesztibuláris rendszer A fej billenő és forgó

mozgása

Mechanikai energia Izmok Megnyúlás, feszülés Mechanikai energia

A körülvevő világ vizuális információinak adekvát észlelése kulcskérdés a túlélés szempontjából – nem véletlen tehát, hogy a látás az ember vezető szenzoros modalitása.

Az emberi szem számára a fény sugárzó energiája adott hullámhossz-intervallumban fordítható át idegimpulzusokba, azaz látható.

A környezet vizuális ingerein túl bizonyos hanginformációk is elengedhetetlenek a túléléshez. A hang fizikai természetét tekintve kis amplitúdójú mechanikai rezgés.

A szaglás az állatok túlélésében nélkülözhetetlen. Az ember esetében a szaglás közvetlen adaptációs értékét sok esetben, bár nem teljesen, elfedte a kultúra – pl. illatszereket használunk a testszag elfedésére.

A szaglás és az ízlelés szerve már elkülönültek, de még mindig szoros kölcsönhatásban állnak. A szaglás a legősibb érzékszerv.

A tapintást gyakran használják általános értelemben, beleértve a fogalomba a nyomás- hőmérséklet és fájdalomészlelést egyaránt. A hőmérséklet, mint bőrérzékleti inger állandó, egyensúlyi szinten tartása a melegvérű állatok esetében a túlélés szempontjából nagyon lényeges.

A vesztibuláris érzékelés részben a fej viszonylagos helyzetének, részben a test térbeli mozgásának érzékelése [33].

Egy ágens (agent) bármi lehet, amit úgy tekinthetünk, hogy az érzékelői (sensors) segítségével érzékeli a környezetét (environment), és beavatkozói (actuators) segítségével megváltoztatja azt” [3].

Ez azt jelenti, hogy céljai kivitelezéséhez mindenképpen kell rendelkeznie valamilyen szintű autonómiával. A meghatározás értelmében három – a (különösen a második és a harmadik közötti) közös tulajdonságok ellenére markánsan eltérő – ágenscsoportot különböztetünk meg:

 biológiai (például az ember);

 egyéb fizikai, de nem élő (például a robotok);

 számítógépes (például szoftver) ágenseket.

Egy döntési háló a legáltalánosabb formájában az ágens jelenlegi állapotáról tartalmaz információkat, megadja az ágens lehetséges cselekvéseit, azt az állapotot, amit az ágens cselekvése eredményez, és ennek az állapotnak a hasznosságát. Alapvetően három csomóponttípus ismeretes:

 A véletlen csomópontok (chance nodes), minden egyes véletlen csomópontnak van egy feltételes valószínűségi táblája (FVT), ami a szülőcsomópontok állapotaival indexelt. A döntési hálókban a szülőcsomópontok lehetnek döntési csomópontok és véletlen csomópontok. Kiemelendő, hogy a jelenlegi állapot – véletlen csomópontok bármelyike része lehet egy nagyobb valószínűségi hálónak.

 A döntési csomópontok (decision nodes) azokat a beavatkozási pontokat reprezentálják, ahol a döntéshozónak lehetősége van a cselekvésre.

 A hasznosságcsomópontok (utility nodes) az ágens hasznosságfüggvényét reprezentálják. A hasznosságcsomópontnak szülője az összes olyan változó, amelyek által leírt kimeneteli állapotok közvetlenül befolyásolják a hasznosságot.

A hasznosságcsomóponthoz tartozik egy leírás, ami az ágens hasznosságát adja meg egy szülői attribútumokon definiált függvénnyel. A leírás lehet a függvény egy táblázatos megadása, vagy lehet egy parametrikus, additív vagy lineáris függvény.

A döntés, a viselkedés gyakorlatilag az ingerekre adott válasz. Az intelligencia a különféle viselkedésekre a környezetből jövő megítélés, sikeresség eredményeként formálódik [35].

Az adott ingerre szóba jövő döntés alapján elképzelhető viselkedésválaszok közül a legmagasabb alárendeltségi szinthez tartozó kiválasztása. Ilyen például ahogy egy köszönést fogadunk. A döntés és a viselkedés függ attól, ki az aki köszönt nekünk.

19. ábra: A legmagasabb alárendeltségi szinthez tartozó viselkedés Forrás: [32]

A legmagasabb aktivációs szintű viselkedés alkalmazása, pl. boltban fizetni kell, nem a készpénzes fizetést választja, hanem a kártyával történő fizetést, mert akkor nem merül fel a készpénzfelvétel pluszköltsége.

20. ábra: Legmagasabb aktivációs szintű viselkedés Forrás: [32]

Választás: az adott ingerre alkalmazható viselkedések közül a legtöbb jó megítélést kapottat választja. Azt a dalt énekli el a táborban az éneklésre való felkéréskor, amire korábban több tapsot kapott.

21. ábra: Választás viselkedése Forrás: [32]

Az adott ingerre a szóba jövő viselkedések súlyozott kombinációjával reagál. Pl.

születésnapi ajándékként nem rózsát, nem is csokit vesz, hanem mindkettőt, de egyenként kisebb értékben.

22. ábra: Viselkedések súlyozott kombinációja Forrás: [32]