基于操作條件反射的自主學習型智能系統

王帥 李光澤 李賓澤

摘要：基于操作條件反射的優先級控制學習型智能系統，是一種模擬生物思維活動建立的智能系統。該系統的認為，自主學習型智能系統運行的基本原理應該為操作條件反射。

關鍵詞：操作條件反射 優先級控制 自主學習 智能系統

中圖分類號：TP301.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0223-01

1938年，美國Harvard大學心理學教授Skinner[1]發表了一部具有影響力的著作《The Behavior of Organisms》，由此創立了Skinner操作條件反射理論[1-2].

本文基于Skinner的操作條件反射原理提出了“基于操作條件反射的優先級控制自主學習型智能系統”所應有的結構，并對其工作過程進行了一定的分析。

1 基于操作條件反射的優先級控制自主學習型智能系統構成

該系統認為在智能系統中，一些活動的本質都應該基于最基本的“思維活動映射”（以下簡稱“映射”），繁多的基本映射活動相互關聯構成了生物多種多樣的行為。映射分為兩種類，即固化映射、自由映射。

自由映射：受固化映射的約束，基于傳感器信息所形成的具有可執行性的規則。由系統自動生成又作用與系統本身。

固化映射：預置在系統中的特殊映射。是智能系統中最關鍵最基本的映射，分為以下5種基礎映射：

（1）形成映射：當各種傳感器從外界獲得信息后，該映射負責從紛繁的信息中提煉出適當的因果形成各種自由映射。

（2）聯想映射：自由映射形成之后，系統自動搜索相似映射，相似的映射優先級得到提高，反之啟動好奇映射。

（3）好奇映射：探索未知事物形成新映射。

（4）遺忘映射：用于整理與規范系統中的映射。當系統中新的映射形成之后，受到該映射的監督，當超過一段時間之后，該映射將清除掉優先級低于某些值的映射。

（5）自保映射：當機體受到傷害或預判到機體即將受到傷害時候，引導機體避免傷害。

2 控制系統中映射的控制優先級

基于操作條件反射的優先級控制自主學習型智能系統正常運行的關鍵在于優先級控制系統可靠工作。

整個優先級控制自主學習型智能系統系統中，存在于系統中的映射被分成三個優先級。

第一優先級的固化映射：這其中有生成映射、聯想映射、遺忘映射這三種基本映射，這三種基礎固化映射是預置在整個智能系統中的。是整個系統運行的基礎，不能被消除，不受到任何映射的抑制。

固定優先級的固化映射：這其中有自保映射、好奇映射這兩種基礎固化映射，這兩種先天性的固化映射雖然也是整個智能系統運行的基礎，而且如同第一優先級固化映射一樣不能被消除，但是會受到某些高優先級映射的抑制。

優先級可變化的自由映射：這些就是系統在作為基礎的固化映射的約束下基于系統傳感器所采集的信息所形成的自有映射，每當聯想映射比對新舊映射的時候，兩映射相同則已存在的映射優先級得到相應提升，反之則啟動好奇映射形成一條新的映射映射填補空白。當某些自由映射的優先級提升到一定高度的時候，就能夠抑制固定優先級的固化映射。當然在自由映射之間高優先級的自由映射同樣會抑制低優先級的自由映射。

這就是為什么人們通過適應性鍛煉能夠克制恐懼卻永遠不能消除恐懼的原因。

3 系統工作流程

當傳感器感知到的外界信息進入到智能系統，這些信息在生成映射的作用下成為具有執行能力的映射。

新生成的映射會受到聯想規則的檢查，若相似映射已存在，則已存在映射優先級增加，相應映射被執行。

若不存在相似映射，系統好奇映射被啟動。好奇映射將引導動作系統針對性的對位置事物進行探索，傳感器接收到大量的有針對性的信息。這些信息將被好奇映射用來豐富新形成的自由映射。

遺忘映射是智能系統中比較重要的一環，他負責將一段時間之后，優先級等級低于某些值的映射清除掉。這樣處理能夠簡化智能系統的映射控制邏輯和存儲空間，加快系統的運行速度。

4 結語

作為一門新興學科，仿生學擁有著廣闊的發展前景。本文基于仿生學原理提出了一種可能被實現的自主學習式智能系統，羅列出了他所應具有的邏輯結構并對他的工作過程進行了簡要分析。相信這種智能系統的出現會對人工智能的發展產生極大的促進作用，并使人類能夠更加清醒的認識自身，認識我們的世界，進而為改善我們人類與人類、人類與自然之間的關系作出突出貢獻。

參考文獻

[1] SKINNER B F.The behavior of organisms[M].New York： Appleton-Century-Crofts，1938： 110-150.

[2] SKINNER B F.Two types of conditioned reflex and a pseudo type[J].Journal of General Psychology，1935，12（1）：66-77.