机器人自我意识：内部言语的认知结构和现象学在认知的作用

具有自我意识的机器人A. Pipitone1[0000-0003-2388-5887]，F. 兰扎1号[0000−0003−4382−6366]，V. Seidita1，2[0000-0002-0601-6914]，和A. 切拉1，2[0000−0002−8625−708X]1个部门工业和数字创新（DIID），巴勒莫大学，意大利2例C.N.R.，意大利巴勒莫高性能计算和网络研究所（ICAR）抽象。以内部言语的冗长形式出现的经验自觉思维是一种常见的思维。这种内隐对话伴随着对心理生活的反思，并在我们的认知中发挥重要作用，如自我调节，自我重组和重新关注注意资源。尽管心理学和哲学领域对内部言语的功能基础和现象学进行了大量研究，但机器人研究通常不涉及这种形式的自我意识行为。现有的内部语言模型启发了计算工具，为机器人提供了一种自我意识的形式在这里，最广泛的心理模型的内部语音进行审查，并概述了实现这种能力的机器人架构关键词：内言语·认知结构·机器人自我意识·机器人思维1介绍内部言语在日常生活中起着核心作用。一个人通过以语言学句子的形式产生思想来思考她的心理状态、观点、情感和外部事件。自言自语使人能够关注内部和外部资源，控制和调节自己的行为，检索记忆的事实，学习和存储新信息，并在一般情况下简化其他要求的认知过程[1]。此外，内部言语允许通过实现高水平认知（包括自我控制、自我注意和自我调节）来重构对外部世界的感知和对自我的感知。即使第二阶思维可能不需要语言，但是，例如，图像或感觉，Alberdez [3]，Jackendoff [5]，以及其他人，认为一般的意识思维需要语言。鉴于上述考虑，内部语言是设计具有自我意识的机器人的重要组成部分。我们在一个认知架构中对这种必要的能力进行建模，机器人的自我意识，通过考虑潜在的认知过程和内部语言的组成部分。应该指出的是，在本文中，这些过程被考虑独立的语言能力，这是假定获得的机器人的起源。2A. Pipitone等人在第2节中，我们简要概述了建议的机器人架构，这在第3节中详细介绍。结论和未来的工作所提出的机器人架构进行了讨论，在第4节。2内部言语内部言语不能直接观察，从而减少了经验研究的范围。然而，在过去的几十年中，理论观点得到了发展，其中一些在不同的研究社区得到了认可维果茨基[10]认为内部言语是一个发展过程的结果，在这个过程中，语言学的相互作用，比如孩子和照顾者之间的相互作用，是内在化的。因此，当学习者在学习过程中，都在从事相同或相似的认知任务。Morin [7][8]声称内部言语与自我意识有着内在的联系。自我聚焦于内部资源会触发内部言语，然后它会产生对这种资源的自我意识。自我聚焦过程的典型来源是社会互动或物理对象的镜像反射Baddeley [2]讨论了排练和工作记忆的作用，其中工作记忆中的不同模块负责内部言语排练。特别是，中央执行系统负责监督这一过程;语音环路处理口头和书面数据，视觉空间画板处理视觉或空间形式的信息。语音回路由用于语音感知的语音存储和用于语音产生的人工控制过程组成，语音存储将信息以基于语音的形式保持非常短的时间（1-2秒），人工控制过程排练并存储来自语音存储的言语信息。内部言语通常被认为是产生的句子到内耳的反向传播：因此，一个人重新听到她发出的内部声音。Steels [9]认为，语言重新进入允许在代理人群体内的语言交互期间精炼语法因此，语法变得更加复杂和完整，通过分析以前产生的话语由相同的代理。在同一行中，Clowes [4]讨论了一个由递归神经网络实现的人工智能体，其输出节点是被解释为可能动作的单词（例如“上”，“左”，“右”，“抓”）。当这样的话是可重入的反向传播的输出到输入节点，然后代理实现的任务，在更少的代比在控制条件下的话是不可重入的。3内部言语的认知结构图1示出了所提出的用于内部语音的机器人认知架构这种表征是指Laird等人提出的标准心理模型具有自我意识的机器人3al. [6]的文件。在这里，标准模型的结构和处理被分解，目的是整合由先前讨论的内部言语理论定义的组件和过程Fig. 1. 内部言语的认知结构。3.1感知和行动所提出的架构的感知包括本体感受模块的自我感知的情绪（Emo），信念，愿望和意图（BDI）和机器人的身体（身体），和外感模块的感知外部环境。根据Morin [7]的说法，本体感受模块也受到社会环境的刺激，从考虑的角度来看，包括机器人与环境中其他实体的社会互动，如镜子和相机等物理对象以及其他机器人或人类，通过面对面的互动促进自我世界的分化。运动模块被分解为三个子组件：动作模块、内隐关节模块（CA）和自我动作模块（SA）。特别是：– Action模块表示代理在外部世界上执行的操作，这些操作产生对外部环境（不包括自我和工作记忆。– 隐蔽发音（CA）模块排练来自语音存储（PS）的信息，即，用于基于语音的数据的感知缓冲器被认为是短期记忆的子组件（见下文）。这种模块4A. Pipitone等人作为语音存储器听到的内部声音，通过循环信息。通过这种方式，内部言语将内隐发音与语音储存联系在一起。– Self Action（SA）模块表示代理对自身执行的操作，即，自我调节、自我聚焦和自我分析。3.2存储器系统受心智标准模型的启发，记忆结构分为三种类型的记忆：短期记忆（STM），程序性和陈述性长期记忆（LTM）以及工作记忆系统（WMS）。短期记忆保存着机器人所处环境的感官信息，这些信息先前已被编码并与来自感知的信息整合在一起如前所述，短期记忆包括语音存储。从感知到STM的信息流允许存储上述编码信号。特别是，从知觉到语音存储的信息与来自外知觉的有意识思维和来自本体感受的自我意识思维有关从工作记忆系统到知觉的信息流提供了用于影响注意过程的期望或可能的假设。特别是，从语音存储到正确感受的流动使自我聚焦模态成为可能。长时记忆包含习得的行为、语义知识和经验。在所考虑的情况下，声明性LTM包含在词汇和语法结构方面的语言学信息，即，存储器。声明性语言学信息被假定为如上所述被获取，并且表示机器人的语法。此外，情景长期记忆（EBLTM）是陈述性长期记忆组件，它与工作记忆系统内的情景缓冲区（EB）通信，作为长期记忆数据的“备份”存储。程序性LTM包含了语言结构的组成规则，根据这些规则，语言结构被安排用于产生不同完整性和复杂性水平的句子。一个过程不仅仅涉及结构的语法可解释性。还应考虑在整个环境（包括自身）内调节、集中和重组资源的其他规则。最后，工作记忆系统将任务的特定信息保存在“记忆库”中，并在任务执行过程中将其简化为认知过程，步骤根据标准思维模型的认知周期，工作记忆系统处理诸如心算之类的认知任务和解决问题中央执行（CE）子组件通过整合（即，组合）来自语音回路的数据，并且还利用长期记忆具有自我意识的机器人53.3认知循环简而言之，一个认知循环是从感知开始的，感知将语言学数据中的外部信号转换并将其保存到语音库中。中央执行系统通过使工作记忆系统能够根据储存在长期记忆模型中的规则选择性地注意某些刺激或忽略其他刺激，并通过将语音回路编排为从属系统，来管理内部思维过程。在这个阶段，一旦中央执行系统为这个过程检索到数据，有意识的思维就会出现，这是语音存储和由语音回路触发的内隐发音之间的一轮循环语音回路使内隐发音成为可能，内隐发音作为内部产生的发动机，其输出流被听到到语音存储器。输出流也会影响自我，然后自我被调节和重组。一旦有意识的思想被内心言语激发出来，对新语境的感知就可能发生，重复认知循环。4结论本文提出了一种内部言语认知的认知结构。该模型以标准心智模型为基础，通过对标准心智模型的分解，包含了人类内部言语模型的一些典型成分工作记忆系统的架构包括语音回路认为巴德利作为主要组成部分，用于存储口语和书面信息，并实现认知排练过程。隐对话被建模为一个循环，在这个循环中，语音存储听到由隐发音器过程产生的内部声音。 中央执行系统是驱动整个系统的主系统。中央执行者通过从长时记忆中提取语言信息，创造语言思维，其表层形式通过语音回路显现。致谢本材料基于空军科学研究办公室支持的工作，奖励编号为FA 9550 -17-1-0232。引用1. Alderson-Day，B.，Fernyhough，C.：内部言语：发展，认知功能，现象学和神经生物学。Psychological Bulletin141（5），9312. Baddeley，A.：工作记忆。Science255（5044），5563. J.L.，Alberdez：自我意识的悖论。MIT Press，Cambridge，MA（1998）.6A. Pipitone等人4. Clowes，R.：内在言语的自我调节模型及其在人类有意识经验组织中的作用Journal of Consciousness Studies14（7），59-71（2007）5. Jackendoff，R.：语言如何帮助我们思考语用学认知4（1），16. Laird，J.E.，Lebiere角，Rosenbloom，P.S.：心智的标准模型：跨越人工智能、认 知 科 学 、 神 经 科 学 和 机 器 人 学 的 通 用 计 算 框 架 。 AI MagazineWinter2017，137. Morin，A.：自我意识的神经认知和社会生态模型Genetic，Social，andGeneral Psychology Monographs130（3），1978. Morin，A.：自我意识和内部言语之间的可能联系。Journal of ConsciousnessStudies12（4-5），1159. 斯 蒂 尔 斯 湖 ： 语 言 再 进 入 和 “ 内 心 的 声 音 ” 。 Journal of ConsciousnessStudies10（4-5），17310.维果茨基，L.：思想和语言。修订和扩充版。MIT Press，Cambridge，MA（2012）