cibernetica
Cerebro, entendimiento y acción (XVII Jornadas de Filosofía) Universidad de Valladolid Cibernética y Filosofía de la Me
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- Susana Alicia Carrera Espinosa
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Cerebro, entendimiento y acción (XVII Jornadas de Filosofía) Universidad de Valladolid
Cibernética y Filosofía de la Mente Ricardo Sanz Laboratorio de Sistemas Autónomos Universidad Politécnica de Madrid
El foco de estas jornadas 1. los mecanismos de la toma de decisiones y la detección de errores (con implicaciones p.e. libre voluntad), 2. la existencia de un “yo” ejecutivo, encargado de la deliberación racional y el control de la acción, 3. el papel del lenguaje en el pensamiento, 4. los distintos modelos arquitectónicos acerca de la estructura de la mente, 5. la capacidad empática de los seres humanos en contraste con la de los grandes primates y sus supuestos déficits, y 6. la relación entre cognición, entorno y cuerpo.
Contenido de esta charla Casi exactamente eso: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
relación entre cognición, entorno y cuerpo, modelo arquitectónico de la mente, toma de decisiones, existencia de un “yo” ejecutivo, papel del lenguaje en el pensamiento, capacidad empática de los seres humanos y
7. sobre algunos conceptos básicos en filosofía de la mente,
... desde una perspectiva cibernética.
cibernética
William Gibson “Neuromancer” introduce el concepto de
Cyberespacio
Origen de la cibernética • • •
Habitualmente se señala como origen de la disciplina las Conferencias Macy (1946-1953) Se buscaba lo que había de común en los procesos que regulaban los procesos fisiológicos, las máquinas, los sistemas económicos, la mente, la sociedad, el arte ... Grandes nombres: Ashby, McCulloch, Wiener, Shannon, Mead, Bateson, Pitts, Licklider, Grey-Walter, etc.
Norbert Wiener “Cybernetics” “or the Control and Communication in the Animal and the Machine”
¿Qué es la cibernética? • •
Etimología: griego kybernetes - piloto Una definicion contemporánea (Heylighen): “Cybernetics is the science that studies the abstract principles of organization in complex systems. It is concerned not so much with what systems consist of, but how they function. Cybernetics focuses on how systems use information, models, and control actions to steer towards and maintain their goals, while counteracting various disturbances.”
Apogeo, caída y pérdida • • • •
La cibernética ofrece un punto de vista privilegiado para el análisis de los fenómenos asociados a la información: la percepción, la comunicación, el control, etc. Tanto fué su aparente poder que muchos quedaron mesmerizados por ella; trasladando sus postulados y métodos a múltiples dominios: antropología, política, etc. En el paso final esto condujo a que la disciplina se desvaneciera en un caos de gurus, falsos profetas y charlatanes; sufriendo un lavado de contenido riguroso Con la llegada de Neuromante, perdió el nombre
El estado actual • • • •
Los conceptos siguen siendo fundamentales y básicos en nuestra sociedad tecnológica La teoría de sistemas, la ingeniería de control, la de comunicaciones son sus principales herederos Hay un cierto movimiento revisionista, retomando el nombre original Pero ha de luchar contra el presente significado generalizado vinculado a las ubicuas TI
Lo ideal y lo real
Tecnología común
Un sustrato del ecosistema País
Casa Dispositivo
El núcleo duro d
z Planta
u
y Controlador
r
La realización técnica
Controlador
Planta
La relación con la mente
La mente es el control del cuerpo
De lo accidental a lo intencional
Ecuación del comportamiento
Cuerpo + M ente + Entorno → Comportamiento
L = F (C, M, E, t)
Ecuación del comportamiento Cuerpo + M ente + Entorno → Comportamiento
Murciélago Rata
Lm = F (Cm , Mm , Em , t) Lr = F (Cr , Mr , Er , t)
El asunto que nos ocupa A igualdad de entorno y comportamiento ... ... ¿que papel juegan el cuerpo y la mente? ¿existe la división? ¿existen clases de mentes y de cuerpos?
mente
cuerpo
Contenido de esta charla 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
relación entre cognición, entorno y cuerpo, modelo arquitectónico de la mente, toma de decisiones, existencia de un “yo” ejecutivo, papel del lenguaje en el pensamiento, capacidad empática de los seres humanos y sobre algunos conceptos básicos en filosofía de la mente.
de la relación entre cognición, entorno y cuerpo
La relación
• La cognición es un mecanismo de
control que permite a un cuerpo ser eficaz en un entorno entorno cuerpo mente
Usando modelos (mentales) el mundo modelos mentales
modelos
el futuro
predicción
medida
modelado
confirmación
objetivos acciones
¿Funcionan los modelos? Los modelos son aproximaciones !!!
Airbus 320*
Se prescinde de muchos detalles al diseñar la suspensión
)*+,*-.-/01,2-32456/-78+,$73,309-0:,785;+
¿Son completos? Fuel pump
Reaction chamber
Ruthenium catalyst
NaBH4 Solution
tationary and nges are of the pectively. Fuel or automotive ems, the load to accurately power which
PC
Regulator Pressure gauge
Inlet temperature sensor
Fuel tank
H2 in
Air (oxygen) supply fan Cooling fan
+ out H2 out
Fuel processor
IO
attery hybrid e.
H2
Pressure gauge
Room temperature PEMFC stack Stack temperature sensor Purge Fuel cell stack valve and control
Monitoring DAQ
Optional equipments
Hybrid system controller (TMS470) Discharge selector
Primary DC-DC converter
12V
Secondary DC-DC converters 3.3V, 1.8V, etc. DC out
Charger Battery 1
Battery 2
Charge management
Muy importante • • • •
Existen niveles de abstracción en los que el modelo y el sistema modelado son idénticos (isomorfos) El comportamiento del sistema y el del modelo son idénticos en dicho nivel de abstracción Item mas, en niveles menos abstractos el modelo puede aproximar con un nivel de precisión arbitrario al sistema (para la generalidad de los sistemas). La decision sobre que nivel de precision alcanzar es una decisión económica (evolucionaria, trade off).
El control basado en modelos •
La cognición es el mecanismo de control que permite a un cuerpo ser eficaz en un entorno
•
Esta eficacia se consigue internalizando el modelo del entorno, del agente y de su relación El agente emplea un modelo para calcular las mejores acciones anticipando sus efectos y el valor que de ello deviene Estos modelos que guían la acción se mantienen actualizados por medio de la percepción: del mundo y del propio agente
• •
El agente en el mundo
Los modelos no son sólo fotos. Son sistemas dinámicos funcionalmente equivalentes.
Modelo y ejecutor • • •
Un modelo es información muerta a la que se le dá la vida mediante un ejecutor. La pareja modelo-ejecutor es un sistema dinámico. Un ejecutor permite la generación de una clase definida de sistemas (los modelables en el lenguaje del ejecutor). P.e. redes neuronales (un aproximador universal de sistemas dinámicos estacionarios causales). P.e. ODEs lineales Por razones de eficiencia una realización puede colapsar el ejecutor y un modelo concreto en un único sistema.
• •
•
Realización y Virtualización • • • • • •
Algo fundamental es cómo se realiza una función Una función se realiza mediante la organizacion de un substrato. Dos realizaciones son equivalentes si generan la misma función (incluyendo todos los requisitos). En particular dado que las funciones cognitivas son informacionales -cibernéticas- son realizables mediante substratos informacionales (p.e. neuronas o CPUs). Así es posible que un ejecutor de nivel N+1 sea realizado mediante un par modelo-ejecutor de nivel N. Lo importante es la estructura (que es abstracta). No la realización concreta.
de un modelo arquitectónico de la mente
El patrón cognitivo Objetivo
Evaluar
Sensar
Percibir
Modelo
Pensar
Cuerpo Mundo
Controlar
Actuar
El sandwich cognitivo Objetivo
Evaluar
Sensar
Percibir
Modelo
Pensar
Cuerpo Mundo
Controlar
Actuar
Objetivo
Objetivo
Evaluar
Evaluar
Objetivo
Sensar
Percibir
Modelo
Controlar
Evaluar
Actuar
Sensar
Pensar
Percibir
Sensar
Modelo
Controlar
Percibir
Modelo
Actuar
Controlar
Actuar
Pensar
Cuerpo
Cuerpo Pensar
Mundo
Mundo
Cuerpo Mundo
Objetivo
Objetivo
Evaluar
Objetivo
Evaluar
Sensar
Percibir
Modelo
Controlar
Evaluar
Actuar
Sensar
Percibir
Modelo
Controlar
Actuar Sensar
Percibir
Modelo
Controlar
Actuar
Pensar
Pensar Cuerpo Pensar Mundo Cuerpo Mundo
Cuerpo Mundo
Objetivo
Objetivo
Evaluar
Sensar
Objetivo
Percibir
Modelo
Evaluar
Controlar
Actuar
Sensar
Objetivo
Evaluar
Percibir
Modelo
Modelo
Controlar
Actuar
Objetivo
Evaluar
Evaluar
Pensar
Sensar
Percibir
Controlar
Actuar
Pensar
Sensar
Percibir
Modelo
Controlar
Actuar
Sensar
Cuerpo
Cuerpo
Mundo
Mundo
Percibir
Modelo
Pensar
Pensar
Pensar
Cuerpo
Cuerpo
Cuerpo
Mundo
Mundo
Mundo
Controlar
Actuar
Modelos de otros
Modelos de otros
El agente se auto-modela
La falacia del “embodiment” • • •
La doctrina de la mente encarnada (“embodied mind”) sostiene la no-separabilidad de funciones entre niveles o fases del proceso cognitivo. Obviamente, el modelo NO es la realidad. Se construye exclusivamente para vehicular la acción del agente en el mundo. Puede haber funciones colapsadas, hibridaciones de niveles, etc., pero esto no es una condición necesaria, solo posible (p.e. cuando el sistema perceptual del grillo percibe en función de lo que sus actuadores pueden hacer).
de la toma de decisiones
¿Que es decidir? • •
Decidir es evaluar qué acción de entre las posibles nos acerca más al objetivo Esto supone: anticipar (predecir con el modelo) el efecto de las acciones (o calcularlas con un modelo inverso) y reconfigurar el agente en base a estas evaluaciones (este es el papel del sistema emocional) No existe el libre albedrío (en su interpretación común). La decisión depende funcional y necesariamente del estado del mundo (incluyendo al agente).
• •
•
¿Donde están lo errores? •
•
3+ estados de cosas El estado objetivo El estado real medido por los sensores El estado predicho por el modelo Estados contrafácticos
• • • •
Todas las diferencias entre estos estados son relevantes y se emplean para modificar comportamiento. Importantes: Perseguir reactivamente un objetivo Corregir el modelo
• •
del “yo” ejecutivo
Jerarquía del control Las decisiones ejecutivas se producen a todos los niveles
Planta
El modelo del agente en la cima La decisión ejecutiva final se produce en el nivel mas alto
Cuerpo
El yo y la infalibilidad • • •
El “yo” es el modelo del propio agente. Es multiple, distribuido e integrado. El “yo-modelo” de la cima es el substrato de la autoconsciencia
•
Sobre la percepción de quién es “yo”: “no soy yo el que mueve mi brazo” “no soy yo el que mueve mi libro”
• •
del papel del lenguaje
¿Qué es el lenguaje? • •
Es un mecanismo de externalización de los modelos Los modos -indicativo, interrogativo, etc- indican clases de interacciones
Sin embargo hay modelos inaccesibles al sistema del lenguaje.
Marx observa (y percibe) una llave inglesa
“llave inglesa”
Marx escucha (y percibe) una llave inglesa
Lenguajes técnicos
Permiten la externalización no ambigua Permiten extender la mente
de la capacidad empática
Empatía
Usamos nuestro propio modelo y los mecanismos asociados, en el modelado e interacción con otros
de algunos conceptos básicos
FIlosofía de la mente
•
“Philosophy of mind is the branch of philosophy that studies the nature of the mind, mental events, mental functions, mental properties, consciousness and their relationship to the physical body, particularly the brain.“
Problema mente-cuerpo • • • •
El problema mente-cuerpo no es un problema sino una solución: conseguir comportamiento teleológico en entornos inciertos. Obviamente, no existe el dominio de lo mental sino como realizaciones físicas de procesos cibernéticos. El homúnculo se reduce a un proceso cibernético mas abstracto. Bye, bye dualism !
Conocimiento
• • •
El conocimiento pasa de ser “justified , true belief” a “explicit partial world models” (o en palabras de Dretske “information driven belief”). Y lo que es claro es que no sirve de nada sin los ejecutores apropiados. Como dijo Box “all models are false; some are useful”.
Intencionalidad
• •
En el sentido de Bretano El bucle de interacción del agente con el mundo define la relación entre los componentes del modelo (contenido mental) y los entes del mundo (sus referentes).
Libre albedrío • • •
No existe tal cosa Todo este modelo es causal y determinista (pudiendo obviamente tener comportamiento caótico que es perfectamente determinista). Obviamente hay formas de incoportar funciones (modelos) de aleatorización que mejoren la interacción con entornos con incertidumbre.
Consciencia
•
Actualización continua del modelo del mundo a través de la percepción.
conclusiones
Conclusiones
“los ogros tienen capas” del modelo entorno-cuerpo-mente de Beer a la virtualización, el mundo de matrix y el mundo de lo mental
El asunto que nos ocupa A igualdad de entorno y comportamiento ... ... ¿que papel juegan el cuerpo y la mente?
mente
cuerpo
Conclusión final • • •
Tanto el cuerpo como la mente pueden introducir limitaciones y capacidades. Pero, dada una región de comportamiento físico permitida por un cuerpo, el conseguir un comportamiento concreto dentro de esa región se puede hacer indistintamente añadiendo cuerpo o añadiendo mente. P.e. un grillo robótico solo necesita un cuerpo con a) suficiente movilidad X-Y y b) ancho de banda y direccionalidad acústica en la banda de su pareja. El resto se puede hacer con mente encarnada, con redes neuronales o con un Pentium o con chicle. Da igual.