Analysis of Emergent Properties in a Hybrid Bio-inspired Architecture for Cognitive Agents

Romero, Oscar J.; Jiménez, Antonio

doi:10.1007/978-3-540-74972-1_2

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“…El modelo es probado en un entorno animat que simula comportamientos del tipo "presa-depredador". La arquitectura, aunque posee un procesamiento en paralelo de las capas horizontales, no posee una especialización vertical de las mismas (Romero y De Antonio, 2007a;Romero y De Antonio, 2007b;Romero y De Antonio, 2008a: se plantea una extensión al modelo cognitivo descrito en el punto anterior, la cual se fundamenta en tres pilares: primero, se propone una arquitectura híbrida que incluye representaciones tanto simbólicas (enfoque cognitivista) como sub-simbólicas (enfoque emergente); segundo, la arquitectura tiene una distribución tanto horizontal (por capas de procesamiento: las capas inferiores son de enfoque emergente y las superiores de enfoque cognitivista), como vertical (una división por Comportamientos especializados); y tercero, se incluye un mecanismo de orquestación de los Comportamientos empleando una aproximación evolutiva (Programación de Expresiones Genéticas -PEG) el cual modula, de forma adaptativa, la interacción entre los Comportamientos. Esta arquitectura es nuevamente probada en un entorno animat y los resultados observados evidencian la necesidad de definir niveles concretos de adaptación y auto-organización en una dimensión distinta a la meramente estructural (Romero y De Antonio, 2008b;Romero y De Antonio, 2009a).…”

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Arquitectura Híbrida para Sistemas Cognitivos Artificiales Con Comportamiento Emergente, Adaptativo y Auto-organizado

López¹

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Introducción"The last thing one knows when writing a book is what to put first.".-Blaise Pascal. MotivaciónU no de los campos de investigación más interesante y prometedor que ha venido atrayendo una gran cantidad de público multi-disciplinar, en áreas de estudio tales como la psicología, la neurofisiología, la lingüística, la biología, la física, la filosofía, y la inteligencia artificial, es aquél que se conoce con el nombre de Ciencias Cognitivas. Una línea de investigación en este área, cuyo propósito principal es el estudio de la fenomenología de los procesos cognitivos y la manera en que éstos pueden ser modelados computacionalmente, es designada como Cognición Artificial.La ciencia e ingeniería relativa a la construcción de sistemas cognitivos artificiales que intentan emular las capacidades mentales humanas, tiene una larga historia que se remonta a más de 60 años. El término mental, por lo menos en el alcance de la presente tesis, no pretende denotar ningún dualismo relacionado con la mente y el cuerpo; por el contrario, el término será empleado para distinguir el desarrollo mental del crecimiento físico en los organismos inteligentes. Así pues, las facultades mentales suponen todos los aspectos relacionados con el comportamiento robusto, como por ejemplo, la percepción, la actuación, la deliberación, la motivación, el aprendizaje, la planificación, entre muchos otros. Así pues, a lo largo de esta tesis, el término cognición será empleado para indicar la manera en que interactúan dichas facultades mentales.En términos generales, la cognición implica la habilidad para comprender cómo podrían ser las cosas, no sólo en el presente sino en algún escenario alternativo o en algún estado futuro, y poder determinar, en consecuencia, cómo debería actuar el sistema. La capacidad de recordar lo que ha sucedido en algún punto en el pasado ayuda a la posterior anticipación de eventos futuros, por tanto, la memoria es un elemento necesario: emplea el pasado para predecir el futuro y luego asimila lo que sucede actualmente con el fin de   Capítulo 1. Introducción C omo fundamento al diseño de la aproximación que se desarrollará en los capítulos siguientes, se presenta a continuación la terminología necesaria relacionada, por un lado, con los modelos biológicos que sirven de substrato a la propuesta y, por otro, con las técnicas de inteligencia computacional empleadas. Modelos Biológicos AutopoiesisLa Autopoiesis (del griego, αυτ o auto, "sí mismo"; y πoιησις, poiesis, "creación" o "producción"), es un neologismo propuesto por los biólogos Humberto Maturana y Francisco Varela (Maturana y Varela, 1980) para designar la organización de los sistemas vivos.El término Autopoiesis denota los sistemas que presentan una red de procesos u operaciones (que los define como tal y los hace distinguibles de los demás sistemas), mediante la cual pueden crear o destruir elementos del mismo sistema, como respuesta a las perturbaciones del medio. Aunque el sistema cambie estructuralmente, dicha red permanece invariante durante toda su ...

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