Suomalaiset kognitiivisten robottiaivojen arkkitehtuurit v. 2010

STeP 2010-tapahtumassa (Suomen Tekoälyseuran konferenssi) kaksi mielenkiintoisinta esiintyjää olivat professorit Harri Valpola ja Pentti Haikonen. Molemmat esittelivät omia versioitaan kognitiivisten robottien arkkitehtuureiksi. Eroa näissä on keskenään hyvin paljon. Haikonen tosin keskittyi demoamaan välituloksia, hänen protorobossaan on jo henkeä.
http://www.youtube.com/user/PenHaiko

Yhteistä Valpolan (Aalto Yliopisto ja ZenRobotics Ltd) ja Haikosen (University of Illinois at Springfield) näkemyksille on lähinnä ainoastaan se, että molemmat katsovat oman arkkitehtuurinsa rakentuvan biologisista järjestelmistä omaksutuille perusteille, muuten ne sitten ovatkin hyvin erilaisia. Haikosen arkkitehtuuri esitellään hänen kirjassaan: "Robot Brains, Circuits and Systems for Conscious Machines" (2007). Valpola kertoi esityksessään, että paras kuvaus hänen työryhmänsä arkkitehtuurista on Antti Yli-Krekolan diplomityössä:
http://www.lce.hut.fi/~aylikrek/AnttiYKdippa.pdf

Haikonen korostaa, että "maailman suora kokeminen" edellyttää "suoria HW-ratkaisuja": "The requirements for the direct perception of the world and the seamless integration would seem to call for special way of perception and information representation. Here the traditional way of information representation of the artificial intelligence , the representation of information as statements of formal language is rejected. Instead associative nonnumeric neural networks, distributed representations and cognitive architectures are investigated as the solution".

Haikonen esittelee kirjassaan melko yksityiskohtaisia piiriratkaisuja arkkitehtuurinsa neuroverkkojen perustaksi, mutta toistaiseksi minulle on jäänyt hieman hämäräksi arkkitehtuurin toiminnallinen "big picture". Koitan sulatella lisää..

Valpola (ja Yli-Krekola) sen sijaan liikkuu minulle tutummilla aivojen neokorteksin hierarkiseen rakenteeseen perustuvassa toiminnallisuudessa. Joutuu todella keskittymään yrittäessään erottaa Valpola-Yli-Krekola- arkkitehtuurin Jeff Hawkinsin HTM-arkkitehtuurista, niin samanlaisia nämä ovat. Kun tietää, että molemmat, ZenRobotics ja Numenta tähtäävät kaupallisiin sovelluksiin niin patenttisota voi olla edessä..

Sekä HTM, että Valpolan arkkitehtuuri perustuvat hierarkiaan ja aistidatan jalostumiseen hierarkiassa kerros-kerrokselta yhä korkeammiksi abstraktiotasoiksi, lopulta semanttisiksi mielikuviksi (tuo loppu oli minun ilmaisuani). Molemmat käyttävät kilpailevaa tunnistamista, ja hierarkiassa ylhäältä alas vastavirtaan kulkevia, asiayhteyden mukaisia, tunnistamista helpottavia arvauksia. Se missä minä näen eron, on että Hawkins korostaa hahmojen sekvenssiluonnetta (kyllä Yli-Krekolakin asian mainitsee, ikäänkuin ohimennen) ja Yli-Krekola korostaa keskittynyttä, valikoivaa, emergenttiä tarkkaavaisuutta (attention) sekä tarkaavaisuuden ja oppimisen yhteyttä, jatkuvaa oppimista.

Yksityiskohtaisessa toteutuksessa (jotka ovat firmojen suljettua tietoa) molemmat aivojen kuorikerroksen toiminnallisuutta mukailevat järjestelmät eroavat varmasti toisistaan ja ulkoiselle uteliaalle käytettävissä olevien tietojen pohjalta ei liene mahdollista tehdä tarkkaa erittelyä järjestelmien todellisista eroista. Numentalla on kuulemma asiakkuuksia sotilaallisten tiedustelusateliittien hahmontunnistuksissa ja ZenRobotics tavoittelee sekajätteiden liukuhihnalajittelusovelluksia, joissa jono robotteja poimii nopeasti etenevältä hihnalta erityyppisiä jäteklimppejä konenäön avulla. Ehkä erilaiset sovellusalueet estävät turhat patenttiriidat, näin toivon.

Haikosen kokeilut näen akateemisena perustutkimuksena, joiden löydöt ja ideat jäävät muiden hyödynnettäviksi. Minä yritän vielä syventyä sekä Haikosen että Valpolan ajatusmaailmoihin, muitakaan tahoja unohtamatta. Kognitiivinen taso, joka linkittää aistitiedon semanttiseen tasoon, suorittaa semanttisen ymmärryksen maadoittamisen, on erittäin todennäköisesti useimmiten (eteenkin konenäössä) järkevintä toteuttaa aivojen kuorikerrosta mukailevalla hierarkisten modulitasojen rakenteena. Tästä on tuskin kellään vakavasti otettavaa eriävää mielipidettä.

On hienoa, että suomalainen robotiikkatutkimus on mukana aivan alan tärkeimpien kysymysten ratkaisemisessa!

Kuuluuko asiaton vihamielisyys tieteeseen?

"There he goes again, making up nonsense and making ridiculous claims that have no relationship to reality. Ray Kurzweil must be able to spin out a good line of bafflegab, because he seems to have the tech media convinced that he's a genius, when he's actually just another Deepak Chopra for the computer science cognoscenti."

Prof. PZ Myers haukkuu blogissaan
http://scienceblogs.com/pharyngula/2010/08/ray_kurzweil_does_not_understa.php
Ray Kurzweilia ja minun ymmärtääkseni Myers teeskentelee olemalla ymmärtämättä Kurzweilin perusteita. Myers väittää:

"Here's how that math works, Kurzweil explains: The design of the brain is in the genome. The human genome has three billion base pairs or six billion bits, which is about 800 million bytes before compression, he says. Eliminating redundancies and applying loss-less compression, that information can be compressed into about 50 million bytes, according to Kurzweil.

About half of that is the brain, which comes down to 25 million bytes, or a million lines of code."

Tämä oli siis Kurzweilin melko selkeästi esitetty väite. Minä ymmärsin sen, vaikka en olekaan PhD. Mutta Myers on käsittävinään sen väärin:

"See that sentence I put in red up there? That's his fundamental premise, and it is utterly false. Kurzweil knows nothing about how the brain works. It's design is not encoded in the genome: what's in the genome is a collection of molecular tools wrapped up in bits of conditional logic, the regulatory part of the genome, that makes cells responsive to interactions with a complex environment."

Ei Kurzweil väittänyt, että genomi sisältää valmiiden aivojen täyden, yksityiskohtaisen suunnitelman. Tottakai hän tietää, että valmiiden aivojen 100 miljardia neoronia ja niiden väliset yhteydet, ym, eivät ole kuvattavissa genomin alle miljardilla tavulla. Olisi naurettavaa edes olettaa Kurzweilin menevän näin halpaan. Olen aika varma, että myös Myers sen tajuaa. Mutta jostakin syystä hän haluaa nolata, vaikka valheella, olkinuken rakentamalla Kurzweilin tai ehkä nimenomaan Kurzweilin mission. Miksi? Uskonnollisen vakaumuksensa vuoksi?

Se mitä Kurzweil todella väittää, on että genomissa on kaikki sen "tiedollinen siemen", minkä aivot tarvitsevat voidakseen sisäisen ja ulkoisen vuorovaikutuksensa, oppimisensa kautta kehittyäkseen aikuisen ihmisen aivoiksi, joiden todellista teoreettista informaatiosisältöä Kurzweil on useasti haarukoinut kirjoissaan. Rinnastaessaan genomin ja tavoitellun tietokonekoodin rivimäärän koon, 25MB, Kurzweil käyttää epäsuorasti algoritmisen informaatioteorian Kolmogrov-monimutkaisuuden käsitettä. Uskon, että neurologina Myers kyllä tuntee asian. Kurzweil siis toteaa että miljoonalla ohjelmarivillä olisi teoreettisesti mahdollista kuvata mekanismi, jonka voi ympäristön avulla opettaa ihmisenkaltaiseksi älyksi. Myers ei edes yritä keskustella tästä, vaan vie hänelle ilmeisen vastenmielisen aiheen aidon poliitikon tapaan hakoteille: rakentaa olkinuken, jonka vahingoniloisesti polttaa.

Kuuluuko tällainen asenne tieteeseen?

Kuka äänestää Piraattipuoluetta?

Suomen Piraattipuolue on ensi kertaa mukana seuraavissa vaaleissa. Noin yleisesti ottaen, sarkastisesta nimestään huolimatta se ajaa pääasiassa hyviä asioita. Kolme pääteemaa ovat sananvapaus, tekijänoikeudet ja niiden erikoisalueena patenttijärjestelmä.

1. "Oikeus yksityisyyteen." "Kansalaisten säännönmukainen, laajamittainen valvonta johtaa vääjäämättä väärinkäytöksiin."
"Viestintäsalaisuuden tason eli viestinnän luottamuksellisuuden, yksityisyyden ja nimettömyyden takeiden tulee olla samoja sähköisessä ja muussa viestinnässä. "
"On vastustettava voimakkaasti pyrkimyksiä rajoittaa sananvapautta yhteiskunnassa. Valtioiden harjoittama internetin sensurointi pitää lopettaa. Teleyritysten ei tule rajoittaa verkon käyttöä. Palveluntarjoajia ei pidä asettaa vastuuseen palvelun käyttäjien tekemisistä."

2. "Nykyinen tekijänoikeusjärjestelmä ei suojaa luovien taiteilijoiden toimeentuloa. Tekijänoikeudet haittaavat myös tieteellisen kirjallisuuden ja tutkimustulosten leviämistä. Tekijänoikeuden aiheuttamiin haittoihin on puututtava. Tietoyhteiskunta ei kehity tietoa panttaamalla."
"Kulttuurin arvo kasvaa jaettaessa, jolloin kasvavat myös taiteilijan mahdollisuudet ansaita kulttuuria tuottamalla."
"Tiedostonjakamista ei tule rajoittaa, eikä siitä pidä rangaista, vaan siihen tulee kannustaa. Piraattipuolue vastustaa laajakaistaveroa ja haluaa lakkauttaa kasettimaksut."
"Kenenkään luovan taiteilijan ei tarvitse ansaita rahaa luomuksellaan seitsemänkymmentä vuotta kuolemansa jälkeen."
"Kaupallisen kopioinnin ja käytön tekijänoikeussuoja lyhennettävä 5–10 vuoteen hyödykkeen julkaisusta."
"Kaiken teosten epäkaupallisen kopioinnin, levittämisen ja muun käytön on oltava vapaata teoksen luomishetkestä lähtien."

3. "Nykyisen patenttijärjestelmän yhteiskunnalle aiheuttamille taloudellisille ja juridisille rasitteille ei ole perusteita kehittyvässä markkinataloudessa. Patentit eivät nykypäivänä juurikaan suojaa yksittäisen keksijäneron keksintöä. Patentteja käytetään ennemminkin pienyrittäjien toiminnan tukahduttamiseen."
"Ohjelmistopatentit ajavat ainoastaan patenttilakimiesten ja suuryritysten etua."

Olen n. 90% puolueen ohjelman sisällön kannattaja. Ei, en kannata tekijänoikeuksien alaisten tuotteiden järjestelmällistä kopiointia. Mutta ehdottomasti vastustan yksityisten kansalaisten keskinäisen tietoliikenteen sisältöön puuttumista mistään muista syistä kuin vakavista rikoksista (terrorismi, väkivalta, kiristykset, vakavat talousrikokset) epäiltäessä. Tekijänoikeuksien alaisten teosten siirto ei kuulu tähän ryhmään, paitsi ehkä, jos se tapahtuu ansaitsemistarkoituksessa.

Puolueen ohjelman vakava puute on se, että puolue ei esitä konkreettisiä ratkaisuja aineettomien teosten tekijöiden taloudellisten oikeuksien turvaamiseksi, vaan tyytyy vähättelemään ongelmaa.

Mutta samaa mieltä olen esim. tekijänoikeuksien järjettömän pitkistä kestoista ja patenttijärjestelmän mädännäisyydesta.

Kuitenkin puolueen hölmöin ratkaisu, joka vesittää kaiken: puolue jättäytyy tietoisesti "yhdenasianliikkeeksi", eli jättää ehdokkailleen vapaat mielipiteet yli 99% eduskuntatyöstä, siis kaikkeen puolueohjelman ulkopuolisiin asioihin. Puolue siis etsii äänestäjikseen ihmisiä, joille muu yhteiskunnan asioiden hoitaminen on yhdentekevää. Tällaisia minun näkökulmani mukaan löytyy vain niistä, jotka ilman piraattipuoluetta jättäisivät äänestämättä. Heitä voi olla, mutta onko tarpeeksi? Vaikka kannatan puolueen ajamia tavoitteita, en voi äänestää sen ehdokkaita.

Jotta joku puolue voitaisiin ottaa vakavasti, sillä täytyy olla ideologia: ajatusrakennelma, joka johtaa kaikki tavoitteet yleisistä, julkisista perusarvoista ja jolla on looginen teoria arvojen toteuttamiseksi. Totta, useimmilla puolueilla ei ole selvää ideologiaa. Minusta tuntuu, että Suomessa sellainen on vain Kokoomuksella ja Vihreillä. Muut ovat enemmän tai vähemmän vain valtaa tavoittelevia eturyhmäpuolueita tai yhdenasianliikeitä.