1.6 智能體主要智能過程

實(shí)現(xiàn)智能體的構(gòu)建，需要系統(tǒng)理解智能體的行為或智能過程。智能體具有的智能行為可以劃分為四個(gè)相關(guān)的過程：認(rèn)知過程、任務(wù)執(zhí)行過程、生存過程和控制過程。每個(gè)智能過程需要調(diào)用一組資源和功能，需要智能體全部組成部分的協(xié)同。

1.6.1 認(rèn)知過程

認(rèn)知過程是指智能體以獲取信息為起點(diǎn)，以學(xué)習(xí)為主要形式，經(jīng)由一系列特殊的處理形成記憶的過程。

1．獲取信息的感知模式

感知是智能的起點(diǎn)，是全過程含義處理的起點(diǎn)，是認(rèn)知過程的起點(diǎn)，是智能計(jì)算的基石。感知過程就是從感到知的過程，智能體經(jīng)由傳感器感覺外部環(huán)境的變化，將感知到的信息傳送到特定位置，并與已有信息連接，變成智能體可理解、可使用信息的過程。

感知是智能體與外界交互的連接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)基于含義的感知決定了感知功能組的數(shù)量和類型是最多的，感知功能組間的差別也是最大的。例如，文字感知功能組，可以根據(jù)不同文字、文字使用的頻度、文字與記憶的關(guān)系等構(gòu)成不同的功能組，音視頻的感知也由識(shí)別不同特征和場(chǎng)景的功能組承擔(dān)。對(duì)外部環(huán)境的感知，光、熱、溫度、濕度、壓力、物體類型也采用相同的模式，根據(jù)感知對(duì)象、場(chǎng)景、特征來構(gòu)建不同的功能組。

實(shí)現(xiàn)由感到知轉(zhuǎn)變的本質(zhì)就是將感知前端接收到的符號(hào)，在感知器和描述器的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄荏w能理解、使用的含義。這一過程有四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是特定的傳感器置于特定的場(chǎng)景中；二是充分保持接受對(duì)象的各類邏輯關(guān)系；三是擁有足夠多的傳感器，保證所有的符號(hào)經(jīng)由傳感器之后，就能區(qū)分為智能體理解的含義；四是使用智能體能理解的符號(hào)和格式，描述所有感知的對(duì)象。

例如，一個(gè)傳感器能感知也僅能感知“智”這個(gè)漢字的各種形體，當(dāng)這個(gè)傳感器在文檔識(shí)別這個(gè)場(chǎng)景中感知到字，即按照規(guī)定的路徑傳送到智能體記憶中的特定區(qū)域，這個(gè)區(qū)域臨時(shí)存儲(chǔ)該場(chǎng)景輸入的上下文，并與記憶中漢字描述結(jié)構(gòu)連接，這個(gè)漢字描述結(jié)構(gòu)又與智能體已經(jīng)保有的相關(guān)信息連接，如漢字語音、釋義，對(duì)應(yīng)其他語種的音與形，主要的應(yīng)用連接，如“智能”“人工智能”“智能制造”等，這些詞又連接相應(yīng)的語音、字形、釋義、應(yīng)用場(chǎng)景。可以設(shè)想一個(gè)智能體在大量的場(chǎng)景中，并估量數(shù)以十億計(jì)的專用傳感器及其引發(fā)的感知過程、理解過程、學(xué)習(xí)過程的能力。

2．從存儲(chǔ)到記憶

感知和描述獲得的智能體可理解對(duì)象，以記憶模式保存，記憶與存儲(chǔ)的區(qū)別對(duì)智能體而言，是不可理解的符號(hào)還是可理解的含義。實(shí)現(xiàn)從存儲(chǔ)到記憶的轉(zhuǎn)變，就是智能體可理解的描述和保存所有記憶單元間的聯(lián)系，通過一個(gè)有效的方式，使智能體無論從哪個(gè)視圖進(jìn)入記憶，只要在記憶中存在，總能得到它需要解釋問題的答案或執(zhí)行任務(wù)的解或求解的方法。

智能體記憶的載體是芯片，形態(tài)是符號(hào)，本質(zhì)是含義結(jié)構(gòu)。記憶并非僅僅被動(dòng)保存智能體擁有的信息，而是一種功能，具有對(duì)該智能體記憶的整理和完備功能，可以觸發(fā)智能體的學(xué)習(xí)過程。

隨著智能體的成長和發(fā)展，記憶也相應(yīng)成長。不但是記憶的內(nèi)容在增加，記憶內(nèi)容間的相互參照在增加，而且記憶作為一種功能的能力也在增長。

3．學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)是貫穿智能體生命周期始終的本能，本能通過初始、賦予的結(jié)構(gòu)性觸發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)。智能體學(xué)習(xí)是將其在初始時(shí)賦予的基本功能變成可使用的智能，以及在成長中持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)的成果是智能體可理解、可使用的信息或功能，覆蓋智能體的全部要素。

智能體學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)是反復(fù)循環(huán)、逐步求準(zhǔn)、漸次外延、交互加速，是將觸發(fā)學(xué)習(xí)功能的信息融入恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)中或給出無效結(jié)論的過程。每個(gè)判斷都基于含義的比較，每次增長都在理解的基礎(chǔ)上，不允許任何智能體不能理解的信息、功能經(jīng)由學(xué)習(xí)進(jìn)入智能體。

智能體的學(xué)習(xí)有兩個(gè)不同階段。一是學(xué)習(xí)期，初始之后，還沒有具備承擔(dān)社會(huì)性智能任務(wù)之前。這個(gè)階段學(xué)習(xí)的任務(wù)是與智能體審定目標(biāo)一致的常識(shí)、基本知識(shí)和技能，以及專用知識(shí)和技能。二是任務(wù)執(zhí)行期，這一時(shí)期是能力的提升和增長階段。

智能體學(xué)習(xí)的觸發(fā)有三種模式：內(nèi)部觸發(fā)、環(huán)境觸發(fā)、任務(wù)觸發(fā)。內(nèi)部觸發(fā)是指智能體的任何一個(gè)微功能單元、功能組或功能系統(tǒng)發(fā)出的學(xué)習(xí)性指令，由發(fā)出者或經(jīng)由控制系統(tǒng)確定的學(xué)習(xí)功能組執(zhí)行。環(huán)境觸發(fā)是指智能體在與外部交互時(shí)觸發(fā)的學(xué)習(xí)過程，一般由專門的學(xué)習(xí)功能組執(zhí)行。任務(wù)觸發(fā)是指在智能任務(wù)執(zhí)行時(shí)，由相應(yīng)的功能單元觸發(fā)的學(xué)習(xí)，其主要有兩類觸發(fā)原因，一是任務(wù)求解的需要，二是任務(wù)結(jié)束后評(píng)價(jià)結(jié)果處理的需要。

智能體學(xué)習(xí)結(jié)果有三種判斷機(jī)制：內(nèi)部準(zhǔn)則、外部交互、兩者兼具。內(nèi)部準(zhǔn)則是指，學(xué)習(xí)的結(jié)果由智能體在學(xué)習(xí)之前就已經(jīng)存在的判斷準(zhǔn)則，決定歸到智能體功能或信息的哪一個(gè)結(jié)構(gòu)中，需要調(diào)整、增加多少連接，并給出相應(yīng)的成熟度。外部交互是指，將結(jié)果與外部智能體（通常是人）對(duì)話，以確認(rèn)智能體自身的判斷是否恰當(dāng)，然后進(jìn)行與前者類似的處理。兩者兼具是指，一個(gè)學(xué)習(xí)結(jié)果同時(shí)經(jīng)由內(nèi)部準(zhǔn)則和外部交互兩個(gè)過程評(píng)價(jià)，得出結(jié)論后做相應(yīng)的處理。這三種判斷都包含否定的判斷。

對(duì)于似人智能體而言，初始、賦予集中大部分功能是結(jié)構(gòu)形式存在的空集，需要學(xué)習(xí)過程才能變成具體的智能，所以學(xué)習(xí)功能必須在智能體產(chǎn)生時(shí)就啟動(dòng)，需要在初始、賦予時(shí)內(nèi)置特殊的驅(qū)動(dòng)機(jī)理。

4．從記憶—連接到理解

理解具備智能的主要特征，是智能體的一種基本能力，是對(duì)所感知及擁有對(duì)象含義的把握及把握的程度。理解是智能體確定一個(gè)對(duì)象一種或多種含義、融入智能體的記憶和功能中，與其已經(jīng)理解含義的結(jié)構(gòu)重組的過程，其中的結(jié)構(gòu)可以指場(chǎng)景，也可以指含義的邏輯。

理解基于感知，保存于記憶，以連接為主要實(shí)現(xiàn)方式。在各類智能行為，特別是判斷、決策、控制等過程中使用。智能體不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)在客體的理解，也能理解通過某些實(shí)在客體反映出來的抽象概念、事務(wù)，如時(shí)間、空間、偏好等。具體的理解通過描述和連接實(shí)現(xiàn)。抽象的理解通過抽象理解框架和一般邏輯工具及框架中預(yù)置的偏好、過去的經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。智能體理解是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、漸進(jìn)的、持續(xù)增長的發(fā)展過程。

1.6.2 任務(wù)執(zhí)行過程

在《智能原理》一書第4章中所列舉的智能事件都是一個(gè)智能體需要承擔(dān)的智能任務(wù)^[10]。每個(gè)智能事件的一般執(zhí)行過程是：觸發(fā)、任務(wù)判斷、任務(wù)分配、執(zhí)行策略確定、資源分配和使用、執(zhí)行、結(jié)果產(chǎn)生、結(jié)果評(píng)價(jià)、任務(wù)結(jié)束，根據(jù)結(jié)果的學(xué)習(xí)及后續(xù)觸發(fā)。而這些任務(wù)能夠被智能體執(zhí)行，智能體必須擁有一系列基本功能：感知、理解、記憶、學(xué)習(xí)、判斷和決策、行為等。

除了一般過程，智能體執(zhí)行智能任務(wù)還存在不同性質(zhì)的特殊過程。

一是簡化的。相對(duì)于一般過程，其中的一個(gè)或多個(gè)，甚至全部環(huán)節(jié)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)，相應(yīng)的環(huán)節(jié)可以簡化為連接—結(jié)果流程。如果全部環(huán)節(jié)都已給出結(jié)果，整個(gè)任務(wù)執(zhí)行就是一串連接，給出最終結(jié)果。評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)同樣簡化，相應(yīng)地，標(biāo)記增加成果次數(shù)，調(diào)整確定性。

二是復(fù)雜的。相對(duì)于一般過程，一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)過程循環(huán)、嵌套，或過程串行、并行等狀態(tài)。

一般性智能任務(wù)的執(zhí)行過程通常包括如下環(huán)節(jié)：觸發(fā)、任務(wù)判斷、任務(wù)分配、執(zhí)行策略確定、資源獲得和使用、執(zhí)行、結(jié)果產(chǎn)生、結(jié)果評(píng)價(jià)、結(jié)果提交、任務(wù)終止等。

智能任務(wù)的起點(diǎn)是觸發(fā)。觸發(fā)有多種模式，環(huán)境變化、接受任務(wù)、內(nèi)部學(xué)習(xí)、運(yùn)行維護(hù)都可以觸發(fā)智能任務(wù)。外部觸發(fā)基于特定感知功能，內(nèi)部觸發(fā)基于特定的連接功能。接受任務(wù)之后就是對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析判斷，這是判斷決策任務(wù)中的一類。智能體首先要確定接受的任務(wù)是否是能夠完成的任務(wù)，如果是沒有能力完成、又必須承擔(dān)的任務(wù)，要提出解決的辦法。決定承擔(dān)任務(wù)之后就是任務(wù)分配，決定以哪個(gè)功能體系、功能組為主執(zhí)行。確定誰來執(zhí)行，首要是能力，即具備執(zhí)行的能力；其次是效率和發(fā)展的要求等，這也是判斷和決策的一類功能。具體承擔(dān)執(zhí)行任務(wù)的功能體（系統(tǒng)、組、承擔(dān)者）要根據(jù)任務(wù)的特點(diǎn)和自身積累的經(jīng)驗(yàn)確定執(zhí)行策略。承擔(dān)者根據(jù)任務(wù)執(zhí)行的需求，提出資源需求，得到資源后進(jìn)行分配并使用。智能體管理資源的功能系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的資源。任務(wù)執(zhí)行的功能系統(tǒng)使用這樣的資源，使用結(jié)束后回歸資源管理功能系統(tǒng)管轄。不同的任務(wù)，其執(zhí)行過程存在重大差別。有的任務(wù)執(zhí)行過程涉及復(fù)雜的物理和邏輯功能，有的需要多次迭代循環(huán)，有的因?yàn)橐呀?jīng)有成熟的經(jīng)驗(yàn)或問題的解空間是確定的，則無須推理等邏輯過程。任務(wù)執(zhí)行后必然產(chǎn)生結(jié)果，但結(jié)果并非都是確定性的或預(yù)期的，存在不完全符合預(yù)期或絕不符合預(yù)期的結(jié)果。因此，對(duì)于結(jié)果要進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)價(jià)，無論何種結(jié)果，都要將評(píng)價(jià)反饋到所有應(yīng)該得到的地方，成為后續(xù)學(xué)習(xí)或新任務(wù)的觸發(fā)因素。評(píng)價(jià)結(jié)束，任務(wù)終止。

根據(jù)具體任務(wù)的特征，任務(wù)執(zhí)行過程可能十分簡化，也可能十分復(fù)雜。簡化的純邏輯從接受任務(wù)到完成，只是一個(gè)簡單的搜索和匹配過程，因?yàn)閷?duì)于執(zhí)行者而言，是知道解或通過調(diào)用智能體的相關(guān)知識(shí)，可以直接得到結(jié)果的。復(fù)雜任務(wù)可能由于存在物理加工過程，這個(gè)過程是不可約簡的，即使執(zhí)行者已經(jīng)熟練地執(zhí)行了若干次相同的任務(wù)，也需要從頭到尾再次執(zhí)行；也可能由于邏輯、知識(shí)的復(fù)雜性，包括策略設(shè)定和算法或其他復(fù)雜性使得任務(wù)執(zhí)行過程復(fù)雜化。

對(duì)于智能體來說，盡管執(zhí)行著很多類型的任務(wù)，但最重要的是作為一個(gè)社會(huì)主體承擔(dān)的社會(huì)交付的任務(wù)，正因?yàn)檫@個(gè)原因，前述對(duì)行為的分類中區(qū)分了智能體自身的各種行為與承擔(dān)社會(huì)任務(wù)的執(zhí)行。

1.6.3 生存過程

可以從兩個(gè)角度去理解智能體的生存過程，一是關(guān)于生存的資源和管理，二是關(guān)于智能體存在的全過程。本小節(jié)分別從這兩個(gè)角度將智能體的生存過程稱為生存能力和生命周期。

智能體生存能力有三個(gè)基本要求：首先是擁有基本的生存資源，其次是能根據(jù)對(duì)資源的需求而增加，最后是能對(duì)這些資源實(shí)現(xiàn)有效的管理和維護(hù)。

要生存，必須有生存的基本資源，一類是保證智能體運(yùn)轉(zhuǎn)的資源，包括建筑、道路、水、電、氣（空氣調(diào)節(jié)設(shè)備）等；另一類是實(shí)現(xiàn)智能體功能的資源，包括各類軟硬件及其載體，以及各類微處理器。智能體在發(fā)展中所需求的資源是動(dòng)態(tài)增長或補(bǔ)充的，所以需要對(duì)增長有保證。保證增長，不僅需要資金，還需要具備作為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的主體的能力，即商務(wù)能力。

在智能體生存過程的早期，這些資源的獲取、管理和維護(hù)需要由專業(yè)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)；到一定階段，當(dāng)智能體的控制權(quán)移交到智能體自身時(shí)，智能體要在這之前學(xué)會(huì)管理和維護(hù)，還要逐步學(xué)會(huì)參與各類商務(wù)活動(dòng)。

智能體的生存過程就是智能體的生命周期，是指一個(gè)智能體從誕生到終止的全過程。它一般包含初始、賦予、培育、成長、執(zhí)行任務(wù)、復(fù)制和終止六個(gè)階段。

1．初始

初始階段是指人（發(fā)展到一定程度，也可能是智能體創(chuàng)造智能體）集聚已有資源，根據(jù)設(shè)定智能體的類型進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)的過程。

2．賦予

賦予階段是將初始形成的邏輯能力，賦形到微處理器中。初始和賦予就是智能體的誕生，是生命周期最重要的環(huán)節(jié)，其決定了智能體的功能和發(fā)展高度。剛性的必要初始功能、資源、環(huán)境及可塑、多樣、可控的成長機(jī)理是初始、賦予的核心要求。

構(gòu)建智能體是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。構(gòu)建包括完成智能體初始、賦予及成長環(huán)境。此后有兩種發(fā)展模式，一種是全部由智能體實(shí)現(xiàn)，另一種是以智能體為主，人輔助。本書討論人承擔(dān)初始、賦予和培育階段任務(wù)，后續(xù)階段由智能體接管，部分功能在與人的交互中發(fā)展的模式。

一般而言，構(gòu)建智能體作為一個(gè)工程，主要的步驟有規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、任務(wù)線及分工、可用已有構(gòu)件收集、構(gòu)件及各類系統(tǒng)開發(fā)、各層功能構(gòu)件設(shè)計(jì)開發(fā)與組合、各層測(cè)試、智能體組合與測(cè)試、環(huán)境設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備、智能體主要功能調(diào)試、培育到智能體的各項(xiàng)功能可以自主運(yùn)行，然后移交控制權(quán)，承擔(dān)后續(xù)階段的修改、完善。

3．培育

培育是指在智能體賦形之后，通過一個(gè)過程，將內(nèi)含的功能變成智能體自己可以掌控和運(yùn)行的功能，將處理符號(hào)的軟、硬件轉(zhuǎn)換為智能體處理含義，將存儲(chǔ)變成記憶，將連接變成理解，將認(rèn)知過程、任務(wù)過程、生存過程、控制過程在局部和全局實(shí)現(xiàn)。沒有這個(gè)過程，賦形的智能體如同一個(gè)剛出生的嬰兒，培育則將所有潛在的功能變成可用的功能。

4．成長

成長是指智能體能力增長的階段，一般從智能體接過控制權(quán)之后到終止都是成長期。成長有三種主要形式：添加、學(xué)習(xí)和任務(wù)。添加是指在智能體中直接增加物理、邏輯或信息模塊。這里既包含資源性的，如機(jī)械設(shè)備和新的動(dòng)力或動(dòng)力控制裝置，也包括來自外部的可以為智能體理解和調(diào)用的功能或信息模塊。

學(xué)習(xí)是貫穿智能體整個(gè)生命周期的主動(dòng)行為，是智能體成長的主要來源。在智能體生命周期，學(xué)習(xí)分成兩個(gè)不同的階段。第一階段是智能體在初始之后，有能力承擔(dān)外部智能任務(wù)之前的階段，學(xué)習(xí)是智能體的核心內(nèi)容。第二階段是在承擔(dān)任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)。兩個(gè)階段的學(xué)習(xí)具有不同的觸發(fā)機(jī)制和過程，但存在大量類似或相同的功能。

5．執(zhí)行任務(wù)

執(zhí)行外部提交的智能任務(wù)是智能體之所以存在的原因，執(zhí)行任務(wù)也是智能體成長最重要的來源。

執(zhí)行任務(wù)是指智能體在生命周期中承擔(dān)所有外部智能任務(wù)的執(zhí)行過程，類似于人的工作階段，是智能體生命周期中最重要的階段。

執(zhí)行任務(wù)作為智能過程，是本書所有章節(jié)的共同指向，是智能體是否具備智能和具備什么樣能力的集中體現(xiàn)。不同的智能體具備不同的能力，本書最后一章將集中討論這個(gè)問題。

6．復(fù)制和終止

智能體生命周期的復(fù)制，是指將自身的某些構(gòu)件經(jīng)過特殊處理之后，變成可以為別的智能體理解和使用的、可復(fù)制的構(gòu)件，并完成復(fù)制的過程。這個(gè)構(gòu)件從最小的信息或功能構(gòu)件直至整個(gè)智能體，與智能體結(jié)構(gòu)一致。整個(gè)智能體的復(fù)制就是再造自己。

終止是指智能體生命周期的結(jié)束。結(jié)束可能是自然結(jié)束，智能體完成了自己的使命而終止；也可能是非正常終止，是在生命周期的某個(gè)階段，由于某種原因不能維持正常的生存而終止。

綜合智能體的生命周期，盡管始終把人的參與和交互、生存和發(fā)展的環(huán)境放在突出的位置，但需要高度重視智能體自身的魯棒性和理性。

生存的魯棒性，是指智能體全生命周期的可靠性、抗毀性，是智能體在環(huán)境變化下發(fā)展與生存、持續(xù)、延續(xù)的能力，也是減少非正常終止的基礎(chǔ)。魯棒性基于智能體的設(shè)計(jì)及其生存發(fā)展的環(huán)境，因此提高魯棒性也需要在這兩方面下功夫。

生存的理性，是指智能體全生命周期的行為適應(yīng)并符合社會(huì)規(guī)范。在與社會(huì)性行為相關(guān)的判斷和決策過程中給予剛性的約束是實(shí)現(xiàn)智能體理性的重要技術(shù)手段。學(xué)習(xí)、成長過程中的容錯(cuò)規(guī)則不適用于行為的理性判斷。遵循規(guī)則采用不同約束，保證成長的創(chuàng)新與行為的理性。

1.6.4 控制過程

這里的判斷和決策是指智能體在整個(gè)生命周期所有類型的判斷和決策，也包括意識(shí)或思維，是智能體的核心能力，是主體性的集中體現(xiàn)。

判斷和決策產(chǎn)生于智能體各類事務(wù)的進(jìn)程中，主要包括宏觀和微觀兩大類。宏觀判斷和決策是針對(duì)智能體整體事項(xiàng)的，如環(huán)境判斷、自身狀態(tài)判斷、運(yùn)行態(tài)勢(shì)判斷、任務(wù)分配、進(jìn)程判斷等；微觀判斷和決策則是針對(duì)具體過程的，如使用什么感知處理單元、采取什么問題求解策略、學(xué)習(xí)成果的成熟度判定等。

智能體可以自行決定的判斷和決策，基于規(guī)則、邏輯和信息。邏輯是指一般推理邏輯或算法，信息是指對(duì)具體的判斷決策有價(jià)值的內(nèi)外部信息，規(guī)則是指與判斷和決策相關(guān)并已經(jīng)存在的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)既是描述的，更是結(jié)構(gòu)的。

智能體不能自行決定的判斷和決策需要通過交互來實(shí)現(xiàn)。在問題求解過程中應(yīng)該保留通過交互來完成判斷和決策的通道。

有時(shí)候，判斷和決策涉及比較復(fù)雜的邏輯和算法；有時(shí)候，判斷和決策沒有邏輯推理過程。