Technologie kognitywne. Gdy informatyka wkracza w sfer poznania.

Technologie kognitywne. Gdy informatyka wkracza w sfer poznania.Mgr Artur GuniaZakad KognitywistykiUniwersytet Jagielloskiartur.gunia@uj.edu.pl

Filozofia w informatyce Krakw, 14.12.2016r.1

AgendaInspiracje filozoficzne i psychologiczne.Umys wewntrzny, umys zewntrzny.Transhumanizm, superinteligencja, wzmocnienie ludzkie.Perspektywy usprawniania wadz poznawczych czowieka.Technologie kognitywne narzdzia usprawniajce umys.Adaptacja, pomiar, baga wirtualnych bytw.

2

Inspiracje: filozofia

3

Inspiracje: psychologia poznawcza

Wiedz o rzeczywistoci umys tworzy nie poprzez bierne sumowanie danych otrzymywanych z narzdw zmysu i ich magazynowanie, lecz w sposb aktywny, jako pewnego rodzaju model, odwzorowujc czy te reprezentujc realne obiekty w jakiej symbolicznej postaci struktur poznawczych. Struktury stanowi pewnego rodzaju porcj wiedzy, za mechanizmy ich tworzenia i modyfikowania, nazywane s procesami poznawczymi.4

Inspiracje: procesy poznawcze i wadze poznawczeWraenie Mylenie wiadomo Rozumienie Kontrola poznawczaSpostrzeganie Percepcja Pami

Uwaga Uczenie siJzyk Mowa Wykonywanie oblicze i operacji arytmetycznychWydawanie sdwAbstrahowanie Tworzenie poj5

Inspiracje: wadze poznawcze

6

Inspiracje: fenomenologiaLaska lepca przestaa by dla niego jedynie przedmiotem i wcale nie jest postrzegana przeze jedynie jako przedmiot; jej kocwka staa si orodkiem wraliwoci, rozszerzajc zakres i aktywny promie dotyku i stanowic niejako odpowiednik wzroku. W procesie eksploracji rzeczy dugo laski jest czym wicej ni tylko porednikiem; czowiek niewidomy wyczuwa ow dugo raczej poprzez pozycj rzeczy ni pozycj rzeczy poprzez dugo laski. Pozycja rzeczy jest mu bezporednio dana w zasigu rki. Ale zasig w definiowany jest jako suma zasigu rki oraz zakresu i moliwoci dziaania laski. Jeli pragn oswoi si z lask, czyni to dotykajc kolejno paru rzeczy, by w kocu poczu j w rku; widz wwczas rzeczy w zasigu lub poza zasigiem mojej laski.Maurice Merleau-Ponty Fenomenologia Percepcji

7

Inspiracje: poznanie ucielenionePoznanie ucielenione wg. Davida Kirsha:interakcja z narzdziami zmienia sposb naszego mylenia oraz percepcji; gdy manipulujemy narzdziami, szybko zostaj one wchonite w schemat naszego ciaa, a to zasadniczo zmienia sposb postrzegania oraz pojmowania rodowiska; mylimy za pomoc naszych cia, a nie tylko mzgw;niekiedy dosownie mylimy za pomoc rzeczy.Kirsh, D. (2013). Poznanie ucielenione i magiczna przyszo projektowania interakcji. AVANT. Pismo Awangardy Filozoficzno-Naukowej, (2), 281-331.

8

Inspiracje: umys rozszerzonyZgodnie z teori umysu rozszerzonego procesy poznawcze nie ograniczaj si do tych zachodzcych w umyle i ciele, ale mog by rozszerzane na zewntrzne narzdzia, penice funkcj przedue umysu, przy czym narzdzia te rwnie moemy nazywa umysem.Clark, A., & Chalmers, D. (1998). The extended mind. analysis, 58(1), 7-19.9

Czy poznanie tworz elementy zewntrzne?

10

Technologia - umys11

Problemy transhumanizmusuperdugowieczno (super-longevity) zastosowanie technologii w celu znacznego przeduania ycia, zwalczania chorb wieku starczego oraz poprawy ludzkiej witalnoci, zwaszcza w pniejszym okresie ycia;superdobrobyt (super-wellbeing) ch zapewnienia powszechnego dobrobytu i szczcia, w wyniku eliminacji niekorzystnych stanw wiadomych, ograniczenia czynnikw wywoujcych bl, a take zmian spoeczno-gospodarczych oraz wprowadzenia systemw inteligentnych agentw do rodowiska;superinteligencja (super-intelligence) problem obejmuje stworzeniem silnej sztucznej inteligencji, inteligentnego rodowiska, czy transferu umysu ale obejmuje take usprawnienie aktualnych wadz umysowych czowieka.12

Superinteligencjakady umys, ktry pod wzgldem zdolnoci poznawczych znacznie przewysza czowieka w dosownie w kadej dziedzinie zainteresowa.Bostrom, N. (2016), Superinteligencja. Scenariusze, strategie, zagroenia, prze. D. Konowrocka-Sawa, Gliwice: Helion. 13

Saba sztuczna inteligencjaDefinicje sztucznej inteligencji:maszyny skonstruowane w taki sposb, e ich wynik dziaa odzwierciedla wynik dziaa ludzkiego mylenia, proces automatyzacji pewnych czynnoci takich jak podejmowanie decyzji, uczenie si, ktre s odzwierciedleniem ludzkiej inteligencji, systemy, ktre myl oraz zachowuj si jak ludzie, to znaczy myl i zachowuj si w sposb racjonalnyPrzykady sabej sztucznej inteligencji: systemy ekspertowe, uczenie maszynowe, eksploracja danych, sieci neuronowe, rozpoznawanie obrazw, rozpoznawania mowy.14

Silna sztuczna inteligencjaWedug silnej sztucznej inteligencji, komputer nie jest jedynie narzdziem do studiowania dziaania umysu, raczej odpowiednio zaprogramowany komputer jest w rzeczywistoci umysem

Searle, J. R. (1980). Minds, brains, and programs. Behavioral and brain sciences, 3(03), 417-424.

15

Transfer umysuwyprodukowanie inteligentnego programu poprzez zeskanowanie i cise odwzorowanie struktur obliczeniowych ludzkiego mzgu. [...] Transfer umysu nie wymaga od nas zrozumienia, jak funkcjonuje ludzkie poznanie ani jak zaprogramowa sztuczn inteligencj. Wymaga tylko tego, bymy zrozumieli niskopoziomowe cechy funkcjonalne podstawowych elementw obliczeniowych mzgu.Bostrom, N. (2016), Superinteligencja. Scenariusze, strategie, zagroenia, prze. D. Konowrocka-Sawa, Gliwice: Helion. 16

Wzmocnienie ludzkieWzmocnienie ludzkie (human enhancement) dotyczy czasowego, bd cigego przekraczania ogranicze wynikajcych z niedoskonaoci ludzkiego ciaa, zarwno metodami naturalnymi jak i sztucznymi. Metody maj wykorzystywa nowoczesn technologi i medycyn w celu przeksztacania, manipulowania i wzmacniania ludzkiej biologii nawet u jednostek nieprzejawiajcych znamion chorobowych, by usprawnia ludzkie ciao oraz przekracza fizjologiczne bariery. Zmiany te maj sprzyja lepszemu samopoczuciu, redukcji popdw, wysubtelnienia dozna wpywajc na oglny dobrostan.Bostrom, N., & Savulescu, J. (2009). Human enhancement ethics: the state of the debate. [in] Bostrom, N., & Savulescu, J. (Eds.). Human enhancement (pp. 131-154). Oxford: Oxford University Press.17

Wzmocnienie poznawczeCaoksztat dziaa majcych na celu usprawnienie i rozszerzenie podstawowych zdolnoci umysu poprzez popraw i uzupenienie systemw poznawczych, co obejmuje usprawnienie inteligencji, poprawienie uwagi, wzmocnienie kreatywnoci, ulepszenie pamici czy te rozszerzenie spektrum percepcji.Sandberg, A., & Bostrom, N. (2006). Converging cognitive enhancements. Annals of the New York Academy of Sciences, 1093(1), 201-227.Wzmocnienie poznawcze to interwencje wymagajce zabiegw na ludzkim mzgu i majce poprawi ludzk wiedz poprzez przyspieszenie i uatwienie jej nabywania, przetwarzania, przechowywania, aplikacji oraz zwikszenie jej zakresu.Hauskeller, M. (2013). Cognitive EnhancementTo What End?. In Cognitive enhancement (pp. 113-123). Springer Netherlands.

18

Metody wzmocnienia poznawczegoPodzia ze wzgldu na oddziaywanie na orodkowy ukad nerwowy i wiadomo czowieka:Metody inwazyjne Metody nieinwazyjnePodzia ze wzgldu na narzdzia i techniki wdraaniaMetody neurofarmakologiczneMetody genetyczneMetody naturalneMetody prewencyjneMetody informatyczneKutt, K., Gunia, A., & Nalepa, G. J. (2015). Cognitive enhancement: How to increase chance of survival in the jungle?19

Metody neurofarmakologiczneMetody neurofarmakologicznego dotycz stosowania rodkw psychoaktywnych u osb zdrowych, ktre poprawiaj prace mzgu zwizan z procesami poznawczymi, jak uwaga, koncentracja, pami, a take nastrj. Szczegln grup substancji stanowi leki nootropowe powodujce usprawnienie funkcji intelektualnych, uwydatniajc pami robocz, motywacj i uwag. Cz rodkw naley uzna za inwazyjne gdy wpywaj na biochemi mzgu jak rwnie ich stosowanie moe skutkowa uzalenieniem.20

Metody genetyczneMetody genetyczne to hipotetyczne wykorzystanie inynierii genetycznej do podniesienia wydajnoci fizycznej i mentalnej. Polega miaaby na wprowadzeniu genw warunkujcych podane zdolnoci umysowe, oraz na redukcji genw (np. odpowiedzialnych za lk, agresj), ktre nie przyczyniaj si do rozwoju intelektualnego. Metoda ze wzgldu na swoj nieprzewidywalno i przenoszenie cech na kolejne pokolenia nie jest stosowana aktualnie u ludzi.21

Metody naturalneMetody naturalne nie wymagaj uycia rozwiza zakresu biotechnologii czy technologii informatycznych. Wzmocnienie wystpuje w oparciu o optymalizacj podstawowych procesw fizjologicznych, jak rwnie w oparciu o techniki mentalne bdce zestawem zada i wicze, ktre pobudzaj orodki poznawcze oraz wpywaj na plastyczno mzgu .22

Metody prewencyjneMetody prewencyjne polegaj na redukcji czynnikw uniemoliwiajcych wykorzystanie penej funkcjonalnoci mzgu/umysu. Wie si to z tworzeniem rodowisk i warunkw sprzyjajcych rozwijaniu zdolnoci umysowych. Metod t naley postrzega jako oddziaywanie rodowiska naturalnego, warunkw geopolitycznych oraz spoecznych na czowieka .23

Metody informatyczneMetody informatyczne polegaj na wykorzystaniu technologii informatycznych do wspierania czynnoci umysowych. Wzmocnienie informatyczne dotyczy technologii informatycznych, zwaszcza tych mobilnych i zminiaturyzowanych, ktre z racji tego, e s blisko ciaa, pozwalaj na zwikszenie i rozszerzenie funkcji ludzkich, w tym procesw poznawczych.

24

Metody informatyczne. PrzejawyOddelegowanie czynnoci wymagajcych inteligencji na maszyny, symulacja procesw poznawczych, uzupenianie ludzkiej pamici,tworzenie rodowisk immersyjnych i augmentalnych wpywajcych, bd zmieniajcych ludzk percepcj,tworzenie inteligentnych i zautomatyzowanych rodowisk,implantacja technologii do ciaa ludzkiego.25

Oddelegowanie czynnoci wymagajcych inteligencji na maszyny. Funkcje procesorakopiowanie danych z pamici do rejestruz rejestru do pamiciz pamici do pamicidziaania arytmetyczne dodawanieodejmowanieporwnywanie dwch liczbdodawanie i odejmowanie jednocizmiana znaku liczbydziaania na bitach iloczyn logiczny ANDsuma logiczna ORsuma modulo 2 (rnica symetryczna) XORnegacja NOTprzesunicie lub rotacja bitw w lewo lub w prawoskoki bezwarunkowewarunkowe

26

Symulacja procesw poznawczych, uzupenianie ludzkiej pamici.Technologie informacyjne s gwnie magazynami pamici, jednak poprzez funkcje kondensacyjne i agregacyjne na zbiorach danych moliwe jest wspomoenie wraenia, spostrzegania, mylenia czy percepcji. Szczeglnymi narzdziami s:Systemy data mining (eksploracja danych) to jeden z etapw procesu odkrywania wiedzy z baz danych. Idea eksploracji danych polega na wykorzystaniu szybkoci komputera do znajdowania ukrytych dla czowieka prawidowoci w danych.) wraz z wizualizacjami, ktre s abstraktem olbrzymiej iloci danych i moliwe s do szybkiego przetworzenia i adaptacji przez ludzki mzg. Systemy ekspertowe, ktre zawieraj wyspecjalizowan wiedz i udzielaj porad w oparciu o proces analizy i rachunku regu logicznych bdcy zblionym do ludzkiego rozumowania, Systemy wspomagania decyzji oparte na bazach wiedzy, ktre w wyniku wnioskowa podejmuj funkcje wykonawcze za czowieka, Systemy agentowe, ktre wykonuj okrelone funkcje wymagajce inteligencji w zastpstwie czowieka .27

Technologie kognitywne28

Definicje technologii kognitywnychTechnologie poznawcze to raczej rozpoznawacze ni wzmacniacze umysu. S to wszystkiego rodzaju narzdzia informatyczne, ktre pomagaj w przekroczeniu limitw umysu. Przy czym procesy mentalne zostaj zamodelowane w postaci wzorcw, a zadaniem technologii jest analizowanie wzorcw w odniesieniu do danej sytuacji.Pea, R. D. (1987). Cognitive technologies for mathematics education. Cognitive science and mathematics education, 89-122.Technologie poznawcze mona traktowa jako technologie informatyczne zdolne do odgrywania ludzkich procesw poznawczych, a wic technologie zdolne do rozpoznawania pisma odrcznego, rozpoznawania twarzy, ponadto zdolne do planowania i rozumowania na czciowych i niepewnych informacjach oraz zdolne do uczenia si. Schatsky, D., Muraskin, C., & Gurumurthy, R. (2015). Cognitive technologies: The real opportunities for business. Deloitte Review, 16.29

Technologie kognitywne wg Deloitte

https://dupress.deloitte.com/dup-us-en/focus/cognitive-technologies/what-is-cognitive-technology.html 30

Technologie kognitywne Technologie kognitywne aktywnie wpywaj na ludzkie procesy poznawcze oraz na liczne funkcje yciowe. Technologie te zmieniaj obraz i schemat ludzkiego ciaa oraz s afektywne. Technologie kognitywne wi si ze zjawiskiem cyborgizacji (ciaa i umysu) i immersyjnoci.31

CyborgizacjaCyborg sztuczny czowiek lub organizm, w ktrego ciele funkcje organiczne penione s przez systemy i ukady cybernetyczne

Cyborgizacja to proces w ktrym czowiek, bd inny organizm wchodzi w immersyjn symbioz z technologiami. Proces ten w zalenoci od kontekstu oznacza w: medycynie zastpowanie naturalnych narzdw sztucznymi, fizjologii sterowanie procesami wewntrz organizmu, podejciu neuro-kognitywnym wykorzystanie technologii do wspomagania wadz poznawczych i aspektw ycia codziennego

32

ImmersyjnoZjawisko immersji oznacza stan wiadomoci, w ktrej fizyczna ja osoby jest zmniejszona lub wchonita przez otaczajce dan osob sztuczne rodowisko.

Komputery nadaj zjawisku immersyjnoci nowego wymiaru, wzbogacajc je o wielokanaowe strumienie sygnaw, responsywno i dostarczan przez coraz to doskonalsz technologi teleobecno i jej rne odmiany.33

Rzeczywisto rozszerzonaRzeczywisto rozszerzona to do obszerne pojcie. Najprociej opisa j jako system czcy w sobie obraz prawdziwego wiata z generowanymi za pomoc komputera obiektami. Nakadanie dodatkowych elementw na obraz z kamery odbywa musi si w czasie rzeczywistym, by interaktywne oraz umoliwia swobodne ruchy uytkownika w trzech wymiarach.[] Rzeczywisto rozszerzona nie musi ogranicza si bowiem wycznie do obrazu. W teorii prawdziwy wiat moe zosta wzbogacony przez komputery take o dwik, a nawet zapach. Grabiec, P. (2013). Rzeczywisto rozszerzona z czym si to je? http://www.spidersweb.pl/2013/10/rzeczywistosc-rozszerzona-qualcomm.html34

Rzeczywisto rozszerzona - funkcje

The Big Idea.Revealed World. http://ngm.nationalgeographic.com/big-idea/14/augmented-reality35

Rzeczywisto wirtualnaRzeczywisto wirtualna to rodowisko, obsugiwane przez uytkownika oraz wchodzce w nim w interakcj w czasie rzeczywistym, w ktrym obraz i inne doznania sensoryczne w caoci wygenerowane s za pomoc komputera.Pratt, D. R., Zyda, M., & Kelleher, K. (1995). Virtual reality: In the mind of the beholder. Computer, 28(7), 17-19.36

Okulary rzeczywisto wirtualnej

rdo: http://www.digitaltrends.com/virtual-reality/oculus-rift-vs-htc-vive/

37

Ambient Intelligence Ambient Intelligence (AmI inteligentne otoczenie), to sposb utworzenia komputacyjnego rodowiska, majcego w sposb inteligentny usprawnia ycie czowieka przyszoci.Ambient Intelligence to obecnie najbardziej zaawansowana forma interakcji czowiekkomputer zbliona do wielomodalnego kontaktu midzy dwiema rzeczywistymi osobami. Ambient Intelligence obejmuje integracj wszystkich znanych obecnie rozwiza z dziedziny telekomunikacji, informatyki, sztucznej inteligencji, biocybernetyki, medycyny, inynierii biomedycznej, nauk spoecznych i kognitywistyki w formie inteligentnego otoczenia czowieka. Stanowi unikalne poczenie wiedzy technicznej oraz znajomoci sposobu dowiadczania przez czowieka otaczajcego go wiata.Ramos, C., Augusto, J. C., & Shapiro, D. (2008). Ambient intelligencethe next step for artificial intelligence. Intelligent Systems, IEEE, 23(2), 15-18.38

Inteligentny dom

rdo: http://smarthomeenergy.co.uk/what-smart-home 39

Technologia ciao (cyborgizacja)Wykorzystanie ciaa i przestrzeni cielesnej jako interfejsu (technologie wearables).Komunikacja dziki wykorzystaniu interfejsw mzg-komputer.Cyborgizacja umysu, poprzez implementacj technologii wewntrz ciaa w tym mzgu, w celu usprawnienia procesw poznawczych.

40

DuoSkin ciao jako interfejsDuoSkin jest system nawigacji z urzdzeniami za pomoc specjalnych tatuay. Tatuae s technologi typu wearalbe wykonan z materiaw przyjaznych skrze. DuoSkin ma by wykorzystywane jako urzdzenia wejcia, gdzie tatua bdzie peni funkcj przyciskw, suwakw, albo jako touchpada w celu sterowania jakim urzdzeniem. Rwnie jako urzdzenie wyjcia (wywietlacz), przy wykorzystaniu pigmentw termochromatycznych tatua moe zmienia kolor np. wraz ze zmian temperatury ciaa. DuoSkin mona wykorzysta jako urzdzenie komunikacji tj. antena do bezprzewodowego przesyania danych.

Kao, H. L. C., Holz, C., Roseway, A., Calvo, A., & Schmandt, C. (2016). DuoSkin: Rapidly Prototyping On-Skin User Interfaces Using Skin-Friendly Materials.41

Brain-Computer Interface (BCI)Systemy BCI pozwalaj na bezporedni komunikacj z odpowiednim urzdzeniem zewntrznym w oparciu o aktywno neuronaln mzgu. Implementacja BCI moe by nieinwazyjna w oparciu o odczyt zapisu elektroencefalogramu (EEG) lub te inwazyjna poprzez podpicie elektrod w kor mzgu.

42

Cyborgizacja projekty

Stelarc Third Hand (1980)Neil Harbisson Eyeborg (2003)

Circadia 1.0 (2013)

Bionic Hand prof. Micera (2014)43

KonkluzjaJak technologia wpywa na wadze poznawcze.Jak rozumie wzmocnienie.Usprawnienie ilociowa czy usprawnienie jakociowe.44

Adaptacja obraz/schemat ciaaSchemat ciaaCzy schemat ciaa dotyczy tylko ciaa biologicznego? Czy technologia jest wchaniana w schemat ciaa?Czy automatyzacja czynnoci z wykorzystaniem narzdzia wcza je w schemat ciaa?Czy w sposb automatyczny i bezrefleksyjny jestemy wstanie okreli przestrze przedmiotu?Obraz ciaaCzy uwiadamiamy technologi jako cz swojego ciaa?Czy pojawia si wi emocjonalna z technologi?Jaki jest udzia technologii w procesie poznawczym?

Gunia, A. (2016) Jak technologie wpywaj na obraz i schemat ciaa.45

Adaptacja The Extended Nose exp. (etc.)Naley przygotowa dwa krzesa ustawione jedno za drugim.Na tylnym siedzeniu siada osoba nr 1 (najlepiej z zawizanymi oczyma).Przed ni siada osoba nr 2.Osoba nr 3 koordynuje eksperyment, stojc obok krzese.Palec wskazujcy prawej rki osoby nr 1 powinien zosta poprowadzony do nosa osoby nr 2.Osoba nr 1 w rytmiczny sposb, wielokrotnie stuka w nos osoby nr 2. Jakby wystukiwaa alfabet Morsea.W tym samym czasie osoba nr 1 powinna lew rk gadzi (stuka) swj nos, w tym samym rytmie.Gaskanie i stukanie nosa powinno by idealnie zsynchronizowaneClark, A. (2001). Natural-born cyborgs?. In Cognitive Technology: Instruments of Mind (pp. 17-24). Springer Berlin Heidelberg.

46

AfektywnoHipoteza 1. Istnieje emocjonalna postawa podmiotu wobec obrazu ciaa biologicznego, niebiologicznego i wirtualnego.Hipoteza 2. Obraz i schemat naszego ciaa bywa z rn i zmienn dokadnoci, a czasem bywa wrcz niekompletny.

47

Pomiar wzmocnieniaPsychometriaIloraz inteligencjiInteligencja emocjonalna

Pomiary fizykalne (np. pole widzenia)

48

Baga informacyjnyJaka ilo informacji moe by dodatkowo dostarczona i przetworzona w sposb zrozumiay i przydatny?

49

Baga estetycznyCzy technologie pozwol odbiera wiat w sposb alternatywny.

http://nightmare.mit.edu 50

PodsumowanieCzy poznanie ulega zmianom?Czy technologie wpywa na wadze poznawcze?Jak?Co z adaptacj?Czy prowadzi to do jaki zmian?Czy zastosowanie technologii usprawnia czy osabia moliwoci umysowe?Czy jest tutaj miejsce na dyskusje w kontekcie: epistemologii, filozofii umysu, etyki, estetyki?51

Dzikuj za uwag 52

Gdzie mnie szukaMail: artur.gunia@uj.edu.plarturtomaszgunia@gmail.comWeb: https://jagiellonian.academia.edu/ArturGunia https://wzmocnieniepoznawcze.wordpress.com/https://www.facebook.com/KognitywistykaUJ https://www.facebook.com/archi86 53