Neurocognitive mappings and functions for neuromorphogenesis models in control systems of intelligent ontophylogenetic agents

Z. V. Nagoev; Нагоев З. В.

doi:10.35330/1991-6639-2024-26-6-188-196

Нейрокогнитивные отображения и функции для моделей нейроморфогенеза в системах управления интеллектуальных онтофилогенетических агентов

Авторы: Нагоев З.В.¹
Учреждения:
1. Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук
Выпуск: Том 26, № 6 (2024)
Страницы: 188-196
Раздел: Системный анализ, управление и обработка информации
URL: https://bakhtiniada.ru/1991-6639/article/view/282115
DOI: https://doi.org/10.35330/1991-6639-2024-26-6-188-196
EDN: https://elibrary.ru/WQHLUG
ID: 282115

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Основная научная проблема, решению которой посвящена настоящая работа, заключается в необходимости разработки формального аппарата для описания процессов онтонейроморфогенеза роста и развития аксо-дендрональных связей между агентами-нейронами в составе управляющих нейрокогнитивных архитектур интеллектуальных программных агентов. Цель исследования состоит в разработке формального аппарата, описывающего взаимодействие между элементами мультиагентных нейрокогнитивных архитектур агентов универсального искусственного интеллекта. Разработан формальный аппарат для описания мультиагентных нейрокогнитивных архитектур и процессов ситуативно-обусловленного роста и деградации ассоциативных связей в них, инспирированных процессами роста и деградации аксо-дендрональных связей в головном мозге человека. Впервые введены понятия и даны формальные определения мультиагентных пространств, координат, осей, метрик, протоколов, диалогов, реплик и мультиреплик, функций нейрогенеза, пресинаптических и постсинаптических терминалей, коэффициентов корреляции и доверия, функций активации и доверия, синапсов, необходимые для записи и исчисления контрактов между акторами в составе когнитивных архитектур агнейронов. Впервые введены нейрокогнитивные функции (отображения), описывающие процессы онтонейроморфогенеза в нейрокогнитивных архитектурах интеллектуальных агентов.

Ключевые слова

искусственный интеллект: мультиагентные системы: нейрокогнитивные архитектуры: нейромор-фогенез: машинное обучение: онтофилогенетические агенты

Полный текст

Введение

В [1, 2] предложена концепция алгоритмов онтонейроморфогенеза, описывающих процессы ситуативно-детерминированного роста и деградации ассоциативных связей между агентами-нейронами (агнейронами) в нейрокогнитивных архитектурах, представляющих собой метафоры проектирования систем управления поведением интеллектуальных программных агентов, действующих в реальной среде. Основная идея этой концепции состоит в имитации гипотетических процессов формирования аксо-дендрональных связей между нейронами головного мозга человека в ходе его индивидуального развития с целью формирования алгоритмической базы идентификации, онтологизации и решения проблем универсального спектра в системе «интеллектуальный агент $-$ реальная среда». Агнейроны представляются минимальными функциональными моделями (клетками) искусственной жизни, обладающими собственными целевыми функциями максимизации энергии, рассматриваемой как описательная величина, характеризующая степень жизнеспособности агнейрона. Агнейроны могут получать энергию из резервуара энергии интеллектуального программного агента, в составе функциональных узлов (нейрокогнитонов) нейрокогнитивной архитектуры которого они находятся, и расходовать эту энергию на выполнение различных действий, основным из которых является отправка сообщений другим агнейронам.

Кроме того, агнейроны могут посылать друг другу порции энергии с целью получения взамен информации, которой располагает агнейрон-контрагент. Такой обмен получил название нейрокогнитивный контракт. Агнейроны вступают друг с другом в контрактные отношения, исходя из своих представлений, выраженных в их онтологиях, реализованных на базе мультиагентных знаний, хранящихся в их нейрокогнитивных архитектурах.

Агнейроны являются промежуточным звеном рекурсивной нейрокогнитивной архитектуры интеллектуального агента, так как, с одной стороны, входят в состав различных нейрокогнитонов этой архитектуры (рис. 1 а), а с другой стороны, сами включают в свой состав внутреннюю когнитивную архитектуру, состоящую из когнитивных узлов (акторкогнитонов), функциональность которых сходна с нейрокогнитонами, в которых располагаются т.н. акторы $-$ программные агенты, не имеющие своей собственной целевой функции и действующие в процедурном стиле на основе продукционных правил, содержащихся в их базах знаний (рис. 1 б).

Рис. 1 а). Агнейроны в составе нейрокогнитивной архитектуры интеллектуального агента

Fig. 1 a). Agneurons as part of the neurocognitive architecture of an intelligent agent

Рис. 1 б). Акторы в составе акторной когнитивной архитектуры агнейрона

Fig. 1 b). Actors in the actor-cognitive architecture of the agneuron

Концепция управления развитием нейрокогнитивной архитектуры интеллектуального агента на основе алгоритма онтонейроморфогенеза мотивирована гипотетическим сходством вышеописанных процессов с процессами, происходящими в головном мозге человека в процессе формирования онтологий системы «интеллектуальный агент $-$ среда», синтеза поведения этого интеллектуального агента в пространстве состояний этой системы. Особый теоретический и практический интерес представляет возможность обоснования способности управляющих нейрокогнитивных архитектур к синтезу автономного поведения, направленного на идентификацию, онтологизацию и решение любых проблем (последовательность состояний, приводящая интеллектуального агента к потере энергии), с которыми агент может столкнуться в пространстве состояний этой системы (универсальный спектр проблем), так как именно такая способность, по нашему представлению, является основным классифицирующим признаком агента универсального искусственного интеллекта (УИИ) [3].

Основная научная проблема, решению которой посвящена настоящая работа, заключается в необходимости разработки формального аппарата для описания процессов онтонейроморфогенеза роста и развития аксо-дендрональных связей между агентами-нейронами в составе управляющих нейрокогнитивных архитектур интеллектуальных программных агентов.

Актуальность работы определяется требованиями разработки концептуальной, формальной и алгоритмической базы агентов универсального искусственного интеллекта, пригодных к обучению и использованию при решении задач универсального спектра.

Цель исследования состоит в разработке формального аппарата, описывающего взаимодействие между элементами мультиагентных нейрокогнитивных архитектур агентов универсального искусственного интеллекта.

Основной задачей исследования является разработка формального аппарата для моделирования взаимодействия акторов в составе когнитивных архитектур агнейронов в процессах формирования и расторжения мультиагентных контрактов на обмен энергией и информацией.

1. Нейрокогнитивные функции (отображения)

Опишем нейрокогнитивную архитектуру $מ_{i}^{ς}$ интеллектуального агента $ℵ_{i}^{ς}$ множеством:

$מ_{i}^{ς} = \{ק_{j T_{j}}^{i} | j = 1,2, \dots, j^{m a x}\}, ק_{j T_{j}}^{i} = \{נ_{k T_{j}}^{i j (ל - 1)} | k = 1,2, \dots, k^{j m a x}\},$

$נ_{k T_{j}}^{i j (ל - 1)} = \{K_{l T_{l}}^{i j k} | l = 1,2, \dots, l^{k m a x}\}, K_{l T_{l}}^{i j k} = \{α_{h T_{l}}^{i j k l (ל - 2)} | h = 1,2, \dots, h^{j k l m a x}\},$

где $ק_{j T_{j}}^{i}$ $-$ нейрокогнитоны, $נ_{k T_{j}}^{i j (ל - 1)}$ $-$ агнейроны типа $T_{j}$ , $K_{l T_{l}}^{i j k}$ $-$ акторкогнитоны, $α_{h T_{l}}^{i j k l (ל - 2)}$ $-$ акторы типа $T_{l}$ . Индексы $ל$ указывают на ранг.

Актор $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ зададим абстрактным конечным детерминированным автоматом: $a_{h T_{l}}^{i j k l} = (X_{h T_{l}}^{i j k l}, S_{h T_{l}}^{i j k l}, Y_{h T_{l}}^{i j k l}, δ_{h T_{l}}^{i j k l}, λ_{h T_{l}}^{i j k l})$ .

Здесь $X_{h T_{l}}^{i j k l} = \{x_{h T_{l} v}^{i j k l}\}$ $-$ входной язык, включающий высказывания вида:

$x_{h T_{l} v}^{i j k l} = (\begin{matrix} \begin{matrix} (α_{h T_{l} v 1}^{i j k l}, x_{h T_{l} v 1}^{i j k l}, Δ ν_{h T_{l} v 1}^{i j k l}), (α_{h T_{l} v 2}^{i j k l}, x_{h T_{l} v 2}^{i j k l}, Δ ν_{h T_{l} v 2}^{i j k l}), \dots, \end{matrix} \\ (α_{h T_{l} v q^{max}}^{i j k l}, x_{h T_{l} v q^{max}}^{i j k l}, Δ ν_{h T_{l} v q^{max}}^{i j k l}) \end{matrix}),$

где $α_{h T_{l} v q}^{i j k l}$ $-$ акторы, $x_{h T_{l} v q}^{i j k l}$ $-$ символьные сообщения, $Δ ν_{h T_{l} v q}^{i j k l}$ $-$ порции энергии (ноотропа), $S_{h T_{l}}^{i j k l} = \{s_{h T_{l} b τ_{c}}^{i j k l}\}$ $-$ состояния автомата, $Y_{h T_{l}}^{i j k l} = \{y_{h T_{l} v}^{i j k l}\}$ $-$ выходной язык, состоящий из высказываний вида:

$y_{h T_{l} v}^{i j k l} = (\begin{matrix} (a_{h T_{l} v 1}^{i j k l}, y_{h T_{l} v 1}^{i j k l}, Δ ν_{h T_{l} s v 1}^{i j k l}), (a_{h T_{l} v 2}^{i j k l}, y_{h T_{l} v 2}^{i j k l}, Δ ν_{h T_{l} s v 2}^{i j k l}), \dots, \\ (a_{h T_{l} v g^{max}}^{i j k l}, y_{h T_{l} v g^{max}}^{i j k l}, Δ ν_{h T_{l} s v g^{max}}^{i j k l}) \end{matrix}),$

$α_{h T_{l} v g}^{i j k l}$ $-$ акторы $-$ реципиенты сообщений $y_{h T_{l} v g}^{i j k l}$ или порций энергии $Δ ν_{h T_{l} s v g}^{i j k l}$ от актора $a_{h T_{l}}^{i j k l}$ .

Процедуры рассылки сообщений и энергии отобразим в виде:

$α_{u T_{d}}^{i j k d} \to α_{h T_{l}}^{i j k l} : m_{i j k d u}^{i j k l h}, α_{h T_{l}}^{i j k l} \to α_{u T_{d}}^{i j k d} : Δ ν_{i j k l h}^{i j k d u}$

Функции переходов

$δ_{h T_{l}}^{i j k l} : S_{h T_{l}}^{i j k l} \times X_{h T_{l}}^{i j k l} \to S_{h T_{l}}^{i j k l}$

и выходов

$λ_{h T_{l}}^{i j k l} : S_{h T_{l}}^{i j k l} \times X_{h T_{l}}^{i j k l} \to Y_{h T_{l}}^{i j k l}$

автомата $a_{h T_{l}}^{i j k l}$ реализованы на базе знаний $י_{h T_{l} v}^{i j k l}$ , представленных продукциями вида:

$י_{h T_{l} v}^{i j k l} = P_{h T_{l} v}^{i j k l}, L_{h T_{l} v}^{i j k l} \Rightarrow Y_{h T_{l} v}^{i j k l}, Q_{h T_{l} v}^{i j k l}, L_{h T_{l} v}^{i j k l} = Λ_{q = 1}^{q^{m a x}} l_{h T_{l} v q}^{i j k l}$ ,

где $P_{h T_{l} v}^{i j k l}$ $-$ предусловия, $L_{h T_{l} v}^{i j k l} \Rightarrow Y_{h T_{l} v}^{i j k l}$ $-$ ядро, $L_{h T_{l} v}^{i j k l}$ $-$ антецедентная часть, $Y_{h T_{l} v}^{i j k l}$ $-$ консеквентная часть, $Q_{h T_{l} v}^{i j k l}$ $-$ постусловие. Продукции $י_{h T_{l} v}^{i j k l}$ составляют базу знаний $י_{h T_{l}}^{i j k l}$ актора $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ .

С целью описания нейрокогнитивных архитектур введем в рассмотрение т.н. мультиагентные функции и пространства, задающие отображения между множествами состояний агентов. Переопределим введенные в [4] $ע$ -функции (айн-функции).

$ע$ -функция $-$ это отображение:

$ע : Y_{T_{d}}^{i j k d} \to Y_{T_{l}}^{i j k l}, \forall y_{T_{d} c}^{i j k d} \in \{\begin{matrix} y_{1 T_{d} v_{c}^{1}}^{i j k d}, y_{2 T_{d} v_{c}^{2}}^{i j k d}, \dots, y_{u^{m a x} T_{d} v_{c}^{u^{m a x}}}^{i j k d} | c = \bar{1, c^{m a x}}, \\ \exists u, \exists v_{c}^{u}, α_{u T_{d}}^{i j k d} \to α_{h T_{l}}^{i j k l} : y_{u T_{d} v_{c}^{u}}^{i j k d}, y_{u T_{d} v_{c}^{u}}^{i j k d} \neq \emptyset \end{matrix}\},$

$\exists y_{T_{l} c}^{i j k l} \in \{y_{1 T_{l} v_{c}^{1}}^{i j k l}, y_{2 T_{l} v_{c}^{2}}^{i j k l}, \dots, y_{h^{m a x} T_{l} v_{c}^{h^{m a x}}}^{i j k l} | c = \bar{1, c^{m a x}}\},$

$\exists α_{h T_{l}}^{i j k l}, \exists י_{h T_{l} v_{c}^{h}}^{i j k l}, L_{h T_{l} v}^{i j k l} = . И с т и н а ., y_{h T_{l} v_{c}^{h}}^{i j k l} = λ_{h T_{l}}^{i j k l} (s_{h T_{l} c}^{i j k l}, y_{u T_{d} v_{c}^{u}}^{i j k d}), c^{m a x} = \prod_{u = 1}^{u^{m a x}} v_{c}^{u m a x}, v_{c}^{u m a x} = |Y_{u T_{d}}^{i j k d}|,$

где $Y_{T_{d}}^{i j k d} = \cup_{u = 1}^{u^{m a x}} Y_{u T_{d}}^{i j k d}, Y_{T_{l}}^{i j k l} = \cup_{h = 1}^{h^{m a x}} Y_{h T_{l}}^{i j k l}$ $-$ выходные языки акторов $α_{u T_{d}}^{i j k d} \in Κ_{d T_{d}}^{i j k}$ , $α_{h T_{l}}^{i j k l} \in Κ_{l T_{l}}^{i j k}$ .

Допустим также запись:

$y_{T_{(j + 1)} (j + 1)}^{i} = ע (y_{T_{j} j}^{i})$ , $K_{T_{(j + 1)}}^{i} = ע (K_{T_{j}}^{i})$ , $Y_{T_{(j + 1)}}^{i} = ע_{K_{T_{(j + 1)}}^{i}}^{K_{T_{j}}^{i}} (Y_{T_{j}}^{i})$ , $Y_{T_{(j + 1)}}^{i} = ע_{K_{T_{(j + 1)}}^{i}}^{K_{T_{j}}^{i}} (Y_{T_{j}}^{i})$ .

Определим хор айн-функции $Y_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} = ע_{χ_{j T_{j}}^{i}}^{χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i}} (Y_{j T_{j}}^{i})$ как множество акторов:

$χ_{j T_{j}}^{i} = \{a_{u T_{j}}^{i j} | a_{h T_{j}}^{i j} \to a_{h T_{j + 1}}^{i j + 1} : m_{i j u T_{j}}^{i, (j + 1), h T_{j + 1}} \in Y_{j T_{j}}^{i}\}$

и аудиторию $-$ множество акторов:

$χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} = \{a_{h T_{j + 1}}^{i j + 1} | a_{h T_{j}}^{i j} \to a_{h T_{j + 1}}^{i j + 1} : m_{i j u T_{j}}^{i, (j + 1), h T_{j + 1}} \in Y_{j T_{j}}^{i}\} .$

Определим функцию нейрогенеза:

$φ_{h T_{l} c}^{i j k l (c + 1)} : Y_{T_{d} c}^{i j k d} \to χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i}, \forall Y_{T_{d} c}^{i j k d} \in K_{T_{(j + 1)} c}^{i}, Y_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} = ע_{χ_{j T_{j}}^{i}}^{χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i}} (Y_{j T_{j}}^{i}) :$

$∄ χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} \in K_{T_{(j + 1)} c}^{i} \Rightarrow K_{T_{(j + 1)}, (c + 1)}^{i} = K_{T_{(j + 1)} c}^{i} \cup χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i},$

где $K_{T_{(j + 1)} c}^{i}$ и $K_{T_{(j + 1)}, (c + 1)}^{i}$ $-$ когнитоны на $c$ -м и $c + 1$ -м шагах времени.

В силу того, что такая функция создает в когнитоне $K_{T_{(j + 1)}}^{i}$ акторов хора $χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i}$ , необходимых для айн-отображения $Y_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} = ע_{χ_{j T_{j}}^{i}}^{χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i}} (Y_{j T_{j}}^{i})$ , запишем:

$χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} = φ_{h T_{l}}^{i j k l} (Y_{T_{d} c}^{i j k d})$ , $φ_{h T_{l}}^{i j k l} ↑ χ_{(j + 1), T_{j + 1}}^{i} (Y_{T_{d}}^{i j k d}) .$

Определим мультиагентное пространство как множество:

$\overset{\leftrightarrow}{ℜ} = \{\begin{matrix} p_{q} (Y_{q}) | Y_{q} = (y_{1 a^{1}}^{q}, y_{2 a^{2}}^{q}, \dots, y_{n a^{n}}^{q}), \\ \forall u, \forall a^{u} : y_{u a^{u}}^{q} \in r_{u} = \{y_{u 1}, y_{u 2}, \dots, y_{u a^{u m a x}}\}, \\ \exists p_{v} (Y_{v}) \in \overset{\leftrightarrow}{ℜ}, Y_{v} = ע (Y_{q}) \end{matrix}\},$

где $Y_{q} = (y_{1 a^{1}}^{q}, y_{2 a^{2}}^{q}, \dots, y_{n a^{n}}^{q})$ $-$ мультиагентные координаты точки $p_{q} (Y_{q})$ , множества $r_{u}$ $-$ мультиагентные оси, $n$ $-$ размерность, $Y_{v} = ע (Y_{q})$ $-$ мультиагентная метрика пространства $\overset{\leftrightarrow}{ℜ}$ .

Зададим протокол мультиагентного взаимодействия ${\overset{\leftrightarrow}{π}}^{o} (a_{h T_{l}}^{i j k l}, a_{u T_{d}}^{i j k d})$ акторов $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ и $α_{u T_{l}}^{i j k d}$ как упорядоченное множество взаимосвязанных состояний и выходов этих акторов. Определим диалог ${\overset{\leftrightarrow}{π}}^{o} . σ (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l})$ как последовательность выходов автоматов $a_{u T_{d}}^{i j k d}$ и $a_{h T_{l}}^{i j k l}$ , мультиагентный автомат $\overset{\leftrightarrow}{a} (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l})$ как композицию этих автоматов, реплики $y_{h T_{l} v g τ_{c}}^{i j k l o} = (α_{u T_{d} τ_{c}}^{i j k d}, m_{i j k l h v g τ_{c}}^{i j k d u o}, Δ ν_{i j k l h v g τ_{c}}^{i j k d u o})$ как выходы автомата $a_{h T_{l}}^{i j k l}$ в диалоге ${\overset{\leftrightarrow}{π}}^{o} . σ (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l})$ , направленных автомату $a_{u T_{d}}^{i j k d}$ , и мультиреплики $Y_{T_{d}}^{i j k d}$ как множества реплик $y_{h T_{l} v g τ_{c}}^{i j k l o}$ .

Определим пресинаптическую терминаль актора $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ как пару:

$ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h} = (P_{i j k d u}^{ξ i j k l h}, F_{i j k d u}^{ξ i j k l h}), P_{i j k d u}^{ξ i j k l h} = (α_{h T_{l}}^{ξ i j k l}, m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ}, Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ}, β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}, β_{i j k d u}^{ξ i j k l h T}, β_{i j k d u}^{ξ i j k l h F}),$

$F_{i j k d u}^{ξ i j k l h} = (β^{ξ} (ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}), μ^{ξ} (α_{u T_{d}}^{i j k d}, α_{h T_{l}}^{ξ i j k l})),$

где $P_{i j k d u}^{ξ i j k l h}$ $-$ это объектная часть пресинаптической терминали, $F_{i j k d u}^{ξ i j k l h}$ $-$ функциональная часть пресинаптической терминали, $α_{h T_{l}}^{ξ i j k l}$ $-$ контрагент (актор-покупатель) актора-продавца $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ по данному синапсу, $m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ}$ $-$ тематическое нейромедиаторное сообщение синапса, $Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ}$ $-$ ноотропное вознаграждение (стоимость) тематического нейромедиаторного сообщения пресинаптической терминали, $β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}$ $-$ коэффициент корреляции, характеризующий пропускную способность (проводимость сигналов) пресинаптической терминали, $β_{i j k d u}^{ξ i j k l h T}$ $-$ порог доверия аксона, определяющий минимальное значение коэффициента корреляции $β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}$ , при котором синапс сохраняет проводимость, $β_{i j k d u}^{ξ i j k l h F}$ $-$ порог разрушения (забывания) аксона, характеризующий значение коэффициента корреляции $β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}$ , при котором синапс с участием пресинаптической терминали $ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}$ разрушается (на стороне аксона).

Коэффициент корреляции аксонной (пресинаптической) терминали вычисляется с помощью функции корреляции пресинаптической терминали (функция корреляции аксона):

$β_{i j k d u}^{ξ i j k l h} = β^{ξ} (ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}) = β^{ξ} (α_{u T_{d}}^{ξ i j k d}, α_{h T_{l}}^{ξ i j k l}) = \frac{n^{m} (Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ})}{n (m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ})} \in [0,1],$

где $n (m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ})$ $-$ количество раз, когда актор $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ отправляет актору $α_{h T_{l}}^{ξ i j k l}$ тематические нейромедиаторные сообщения $m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ}$ пресинаптической терминали $ς_{u T_{d} q}^{ξ i j k d}$ , а $n (Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ})$ $-$ количество раз, когда в ответ на это сообщение актор $α_{h T_{l}}^{ξ i j k l}$ , выполняя свою часть синаптического контракта, до истечения времени жизни этого сообщения $Δ τ^{L} (m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ})$ отправляет (оплачивает) актору $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ порцию ноотропа $Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ}$ :

$n (m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ}) = n (α_{u T_{d}}^{i j k d} \to α_{h T_{l}}^{ξ i j k l} : m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ}),$

$n^{m} (Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ}) = n (α_{u T_{d}}^{i j k d} \to α_{h T_{l}}^{i j k l} : m_{i j k d u}^{ξ i j k l h Θ} \Rightarrow α_{h T_{l}}^{i j k l} \to α_{u T_{d}}^{i j k d} : Δ ν_{i j k l h}^{ξ i j k d u Θ}) .$

На основании значения коэффициента корреляции актор-продавец принимает решение о том, должен ли он отправлять информацию актору-покупателю. Для учета этого коэффициента используется функция доверия пресинаптической терминали актора (функция доверия аксона):

$μ^{ξ} (α_{u T_{d}}^{i j k d}, α_{h T_{l}}^{i j k l}) = μ^{ξ} (β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}) = \{\begin{matrix} . И С Т И Н А ., β_{i j k d u}^{ξ i j k l h} \geq β_{i j k d u}^{ξ i j k l h T} \\ . Л О Ж Ь ., β_{i j k d u}^{ξ i j k l h} < β_{i j k d u}^{ξ i j k l h T} \end{matrix},$

$β_{i j k d u}^{ξ i j k l h} \in [0,1], β_{i j k d u}^{ξ i j k l h T} \in [0,1] .$

Так как актор $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ может образовывать множество синаптических соединений, для их описания определим множество пресинаптических терминалей на аксоне актора: $Σ^{ξ} (α_{u T_{d}}^{i j k d}) = \{ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}\}$ .

По аналогии определим постсинаптическую терминаль $ς_{i j k l h T_{l} w}^{Δ i j k d u}$ актора $α_{h T_{d}}^{i j k d l}$ , описывающие ее коэффициенты и функции, множество постсинаптических терминалей актора $Σ^{δ} (α_{h T_{l}}^{i j k l}) = \{ς_{i j k l h T_{l} w}^{δ i j k d u}\}$ .

Определим синапс акторов $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ и $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ (синаптический контракт):

$ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ δ i j k h l T_{l} w} = (ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}, ς_{i j k l h T_{l} w}^{δ i j k d u}, {\overset{\leftrightarrow}{π}}^{ς} (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l}), {\overset{\leftrightarrow}{π}}^{ζ} (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l})),$

где $ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}$ $-$ пресинаптическая терминаль, $ς_{i j k l h T_{l} w}^{Δ i j k d u}$ $-$ постсинаптическая терминаль, ${\overset{\leftrightarrow}{π}}^{ς} (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l})$ $-$ протокол формирования синапса, ${\overset{\leftrightarrow}{π}}^{ζ} (a_{u T_{d}}^{i j k d}, a_{h T_{l}}^{i j k l})$ $-$ протокол изменения аксо-дендрональной связи в синапсе.

Определим нейрокогнитивное отображение (н-отображение), или нейрокогнитивную функцию (н-функцию), между двумя акторами $α_{u T_{d}}^{i j k d}$ и $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ как отображение:

$н (α_{u T_{d}}^{i j k d}, α_{h T_{l}}^{i j k l}) : y_{u T_{d}}^{i j k d} \to y_{h T_{l}}^{i j k l}, \forall y_{u T_{d} c}^{i j k d} \in y_{u T_{d}}^{i j k d}, \forall y_{h T_{l} c}^{i j k l} \in y_{h T_{l}}^{i j k l}, y_{h T_{l} c}^{i j k l} = ע_{α_{u T_{d}}^{i j k d}}^{α_{h T_{l}}^{i j k l}} (y_{u T_{d} c}^{i j k d}),$

$ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h} \in Σ^{ξ} (α_{u T_{d}}^{i j k d}), ς_{i j k d u T_{d} w}^{δ i j k l h} \in Σ^{δ} (α_{h T_{l}}^{i j k l}), ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h} \in ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ δ i j k h l T_{l} w},$

$ς_{i j k d u T_{d} w}^{δ i j k l h} \in ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ δ i j k h l T_{l} w},$

$μ^{ξ} (β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}) = . И С Т И Н А ., μ^{δ} (β_{i j k l h}^{δ i j k d u}) = . И С Т И Н А .,$

$μ^{ξ} (β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}) \in F_{i j k d u}^{ξ i j k l h} \in ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}, μ^{δ} (β_{i j k l h}^{δ i j k d u}) \in F_{i j k l h}^{δ i j k d u} \in ς_{i j k d u T_{d} w}^{δ i j k l h},$

$β_{i j k d u}^{ξ i j k l h} = β^{ξ} (ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h}) \in F_{i j k d u}^{ξ i j k l h}, β_{i j k l h}^{δ i j k d u} = β^{δ} (ς_{i j k l h T_{l} w}^{i j k d u}) \in F_{i j k l h}^{δ i j k d u}$

Будем использовать также варианты записи:

$y_{h T_{l} c}^{i j k l} = н (y_{u T_{d} c}^{i j k d})$ , $α_{h T_{l}}^{i j k l} = н (α_{u T_{d}}^{i j k d})$ , $y_{h T_{l} c}^{i j k l} = н_{α_{u T_{d}}^{i j k d}}^{α_{h T_{l}}^{i j k l}} (y_{u T_{d} c}^{i j k d}) .$

Определим дендрос $Δ_{h T_{l}}^{i j k l}$ актора $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ как множество синапсов $Δ_{h T_{l}}^{i j k l}$ , в которых актор $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ участвует с помощью своих постсинаптических терминалей:

$Δ_{h T_{l}}^{i j k l} = \{ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ δ i j k h l T_{l} w}, \forall ς_{i j k d u T_{d} q}^{ξ i j k l h} \in Σ^{δ} (α_{h T_{l}}^{i j k l})\} .$

Определим функции активации $ψ (α_{h T_{l}}^{i j k l})$ актора $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ :

$ψ (α_{h T_{l}}^{i j k l}) : y_{T_{d} c}^{i j k d} \to y_{T_{l} c}^{i j k l}, \forall y_{u T_{d} c}^{i j k d} \in y_{T_{d} c}^{i j k d}, y_{u T_{d} c}^{i j k d} \in Δ_{h T_{l}}^{i j k l}, \forall y_{h T_{l} c}^{i j k l} \in y_{T_{l} c}^{i j k l} :$

$ψ (α_{h T_{l}}^{i j k l}) = \{\begin{matrix} . И С Т И Н А ., η_{i j k d u}^{i j k l h} \geq η_{i j k d u}^{i j k l h T}, η_{i j k d u}^{i j k l h} \in [0,1] \\ . Л О Ж Ь ., η_{i j k d u}^{i j k l h} < η_{i j k d u}^{i j k l h T} \in [0,1] \end{matrix},$

$η_{i j k d u}^{i j k l h} = \frac{n^{b} (Δ_{h T_{l}}^{i j k l})}{n (Δ_{h T_{l}}^{i j k l})} \in [0,1], n^{b} (Δ_{h T_{l}}^{i j k l}) =$

$= |\{α_{u T_{d}}^{i j k d} \in Δ_{h T_{l}}^{i j k l}, μ^{ξ} (β_{i j k d u}^{ξ i j k l h}) = . И С Т И Н А ., μ^{δ} (β_{i j k l h}^{δ i j k d u}) = . И С Т И Н А .\}|,$

$n (Δ_{h T_{l}}^{i j k l}) = |Δ_{h T_{l}}^{i j k l}| .$

Здесь $η_{i j k d u}^{i j k l h}$ $-$ коэффициент активации актора, а $η_{i j k d u}^{i j k l h T}$ $-$ порог активации актора. Эти коэффициенты задают количество активных синапсов, входящих в дендрос актора $α_{h T_{l}}^{i j k l}$ , срабатывание которых приводит к формированию и отправке тематического сообщения актора.

Зададим н-отображение для случая акторкогнитонов $Κ_{d T_{d}}^{i j k}$ и $Κ_{l T_{l}}^{i j k}$ :

$н (Κ_{d T_{d}}^{i j k}, Κ_{l T_{l}}^{i j k}) : Y_{T_{d}}^{i j k d} \to Y_{T_{l}}^{i j k l}, \forall y_{T_{d} c}^{i j k d} \in Y_{T_{d}}^{i j k d}, \forall y_{T_{l} c}^{i j k l} \in Y_{T_{l}}^{i j k l}, \forall α_{h T_{l}}^{i j k l} \in y_{h T_{l} c}^{i j k l} \in y_{T_{l} c}^{i j k l},$

$ψ (α_{h T_{l}}^{i j k l}) = . И С Т И Н А ., y_{T_{l} c}^{i j k l} = \{{\cup y}_{h T_{l} c}^{i j k l}, y_{h T_{l} c}^{i j k l} = н (y_{u T_{d} c}^{i j k d})\} .$

Будем использовать также запись: $Y_{T_{l}}^{i j k l} = н_{Κ_{d T_{d}}^{i j k}}^{Κ_{l T_{l}}^{i j k}} (Y_{T_{d}}^{i j k d})$ .

С помощью введенных н-функций можно формально задать нейрокогнитивные архитектуры и описать процессы передачи сообщений между агентами в их составе.

Заключение

Разработан формальный аппарат для описания мультиагентных нейрокогнитивных архитектур и процессов ситуативно-обусловленного роста и деградации ассоциативных связей в них, инспирированных процессами роста и деградации аксо-дендрональных связей в головном мозге человека.

Впервые введены понятия и даны формальные определения мультиагентных пространств, координат, осей, метрик, протоколов, диалогов, реплик и мультиреплик, функций нейрогенеза, пресинаптических и постсинаптически терминалей, коэффициентов корреляции и доверия, функций активации и доверия, синапсов, необходимые для записи и исчисления контрактов между акторами в составе когнитивных архитектур агнейронов.

Впервые введены нейрокогнитивные функции (отображения), описывающие процессы онтонейроморфогенеза в нейрокогнитивных архитектурах интеллектуальных агентов.

Об авторах

З. В. Нагоев

Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук; Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: zaliman@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9549-1823
SPIN-код: 6279-5857

Институт информатики и проблем регионального управления, канд. техн. наук, генеральный директор, вед. науч. сотр.

Россия, 360010, Нальчик, ул. Балкарова, 2; 360000, г. Нальчик, ул. И. Арманд, 37-а

Список литературы

Нагоев З. В. Интеллектика, или Мышление в живых и искусственных системах. Нальчик: Издательство КБНЦ РАН, 2013. 235 с.
Нагоев З. В. Онтонейроморфогенетическое моделирование // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2013. № 4(54). С. 56–63.
Абазоков М. А., Анчеков М. И., Бжихатлов К. Ч., Курашев Ж. Х., Нагоев З. В., Нагоева О. В., Унагасов А. А., Хамов А. А. Анализ вычислительной трудоемкости федеративных алгоритмов нейрокогнитивного управления имитационными феногенетическими моделями растений (метаданные) // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2024. № 5(121). С. 107–128.
Нагоев З. В. Мультиагентные экзистенциальные отображения и функции // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2013. № 4(54). С. 64–71.

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1 а). Агнейроны в составе нейрокогнитивной архитектуры интеллектуального агента

Скачать (251KB)

Метаданные

3. Рис. 1 б). Акторы в составе акторной когнитивной архитектуры агнейрона

Скачать (219KB)

Метаданные

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация

Том 27, № 2 (2025)

Том 27, № 2 (2025)

Нейрокогнитивные отображения и функции для моделей нейроморфогенеза в системах управления интеллектуальных онтофилогенетических агентов

Полный текст

Аннотация

Ключевые слова

Полный текст

Введение

1. Нейрокогнитивные функции (отображения)

Заключение

Об авторах

З. В. Нагоев

Список литературы

Дополнительные файлы