Parâmetros Neurofuncionais para
Modelagem de Memória em
Sistemas de Consciência Artificial
Prof. Dr. Lucas F. de Oliveira
UCS
Sistemas artificiais

Inteligência artificial



John McCarthy, 1955
“A ciência e a engenharia da construção de
máquinas inteligentes”
Princípio

A inteligência humana pode ser precisamente
descrita

Então pode ser modelada
Inteligência artificial

Processamento de
informação


Conexionismo

Modela-se




Percepção
Aprendizagem
Resolução de problemas



Foco na aplicação

Impulsionou o
desenvolvimento

Da Psicologia Cognitiva
Modela-se
Comportamento de
neurônios
Ou de grupos de neurônios
Foco na modelagem

Mas com algumas
aplicações
Inteligência artificial

Herbert Simon, 1965


“máquinas serão capazes, em 20 anos, de fazer
qualquer trabalho que um homem pode fazer”
Marvin Minsky, 1967

“dentro de uma geração… o problema de criar uma
‘inteligência artificial’ estará substancialmente
resolvido”
Inteligência artificial

Avaliando inteligência artificial (Rajani, 2011)

Ótima: impossível melhorar performance


Sobre-humana forte: melhor do que todos humanos


Ex.: Jeopardy
Sobre-humana: melhor que a maioria dos humanos


Ex.: damas (Schaeffer et al., 2007)
Ex.: palavras cruzadas (Keim et al., 1999)
Sub-humana: pior que a maior parte dos humanos

Ex.: reconhecimento de voz
Consciência artificial

Tentativa de aproximação da mente humana


Através da modelagem de processos mentais
Oriunda da Psicologia Cognitiva
Processos mentais
Percepção
Atenção
Resolução de
problemas
Memória
Conhecimento
Raciocínio
dedutivo
Motivação
Emoção
Linguagem
Tomada de
decisão
Metacognição
Exemplo

Agente Inteligente de Distribuição (IDA)


Franklin et al., 1998
Designa novas tarefas para marinheiros


Após estes completarem um turno de serviço
Usando linguagem natural (por e-mail)
O Ciclo Cognitivo do IDA
IDA

Mesmo sendo sistema de consciência
artificial

A modelagem segue enfatizando memória

Que segue sendo modelada de maneira
incompleta
Modelando memória
Memória

Processo através do
qual

Informação é




Codificada
Armazenada
Evocada
No sistema nervoso

Aprendizagem

Manifestação
comportamental

Da memória
Classificação da memória por
conteúdo
Classificação por conteúdo

Memória declarativa

Episódica



Eventos
Memória nãodeclarativa

Semântica

Procedural

Fatos

Motora



Rápida formação
Evocação consciente


Para ações
Para movimentos
Lenta formação
Evocação
automatizada
Conteúdo e facilidade de evocação

Memória declarativa

Precisa passar pela
consciência

O que a torna lenta

Memória nãodeclarativa

Não precisa passar
pela consciência

O que a torna rápida
Modelagem funcional em máquinas

Memória declarativa
Memória não-declarativa

Difícil distinção em termos de modelagem



Máquinas são rápidas para registrar
E rápidas para evocar
Classificação da memória por
Duração
Classificação por duração

Memória declarativa

Memória de trabalho


Memória de curta
duração


Dura segundos
Dura de horas a dias
Memória de longa
duração

Dura a vida inteira

Memória nãodeclarativa

Apenas de longa
duração
Modelagem funcional em máquinas

Memória declarativa




Memória não-declarativa


De trabalho
De curta duração
De longa duração
De longa duração
Pelo menos quatro sistemas diferentes de
memória

Cada um com suas características
Caracterização dos tipos de
memória
Caracterização: memória não-declarativa

Memória nãodeclarativa



Modelagem

Lenta formação
Rápida evocação

Requer repetições para ser
formada
Evocação por uma saída
paralela, independente da
saída da memória declarativa


Não precisa passar
pela consciência

E ocupando (aparentemente)
pouco recursos
computacionais
Em um modelo envolvendo
software

Seria implementada em
hardware


FPGA?
ROM?
Caracterização: memória de trabalho

Modelo teórico de Baddeley e Hitch (1974,
2000)
Executiva central
Coordena
com a
atenção
Alça fonológica
Esboço visuo-espacial
Buffer episódico
O que foi ouvido
O que foi visto
A ordem das coisas
Independentes uns dos outros
Caracterização: memória de trabalho

Três componentes






Alça fonológica
Esboço visuoespacial
Buffer episódico

Capacidade reduzida
Duração muito curta



Segundos
Difícil de ser distinguida


Da consciência
Da atenção
Modelagem


Um ou dois
componentes com
informação sensorial
Um componente com
informação relacional
Extrema volatilidade
Em um computador

A memória cache
Caracterização: memória de curta duração


Rápida formação
Evocação consciente


O conteúdo vai para a
memória de trabalho
Modelagem

A informação sofre
pequena compactação
com perdas

A evocação é uma
reconstrução
A codificação é uma síntese



Mas ainda mantém boa parte
das informações intacta
A evocação é uma
reconstrução razoavelmente
fiel

Em um computador

A memória RAM
Caracterização: memória de longa duração


Formação demora horas
Evocação consciente


Modelagem

A informação sofre
considerável compactação
com perdas potencialmente
relevantes

A evocação é uma
reconstrução envolvendo
considerável recriação
O conteúdo vai para a
memória de trabalho
A codificação é uma síntese



Contendo os elementos
essenciais
A evocação é uma
reconstrução contendo os
elementos essenciais apenas

Em um computador

O disco rígido
Características especiais da evocação

Depende de “dicas
contextuais”


O indivíduo imagina-se
de volta no contexto
em que a memória foi
formada
Dicas relevantes



Local
Indivíduos presentes
Referências temporais

Modelagem


Cada memória precisa
ter tags específicas
E só pode ser
acessada através
destas tags
CONCLUSÕES
Conclusões

Pelo menos quatro
sistemas diferentes
de memória

Cada um com suas
características funcionais

E diferentes com relação ao
que chega à consciência
Memória declarativa





De trabalho
De curta duração
De longa duração
Memória nãodeclarativa

De longa duração

A correta modelagem
destes sistema

Pode ser importante em
modelos de consciência
artificial
Conclusões

Limitação

Modelagem ainda enfatiza os sistemas
conscientes


Memória declarativa
Mas muito de nosso processamento

É não consciente