[論文レビュー] Conscious Machines and Consciousness Oriented Programming

Norbert Bátfai|arXiv (Cornell University)|Aug 14, 2011

Computability, Logic, AI Algorithms参考文献 26被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、マシンの意識を、プログラムが未来の入力や状態をランダムな確率よりもよく予測できる能力によって定義する、新しいプログラミングパラダイム「コンシャスネスオリエンテッドプログラミング（COP）」を提案する。KalmanフィルターやARMAなどのモデルを用いて入力を予測できるようにするためのキーワードとして 'conscious' や 'predicted' を備えた仮想のプログラミング言語「ConsciousJ」を導入し、直感的で先見性のあるソフトウェアシステムの構築を目的とする。

ABSTRACT

In this paper, we investigate the following question: how could you write such computer programs that can work like conscious beings? The motivation behind this question is that we want to create such applications that can see the future. The aim of this paper is to provide an overall conceptual framework for this new approach to machine consciousness. So we introduce a new programming paradigm called Consciousness Oriented Programming (COP).

研究の動機と目的

• アーキテクチャの複雑さではなく、予測能力に基づいてマシンの意識を概念的フレームワークとして確立すること。
• 入力や状態をランダムな正確さよりもよく予測できるソフトウェアの開発を促進し、未来を『見ること』を可能にすること。
• 予測行動を言語の第一級の特徴として統合することで、日常的なソフトウェア開発に先見性を組み込む新しいプログラミングパララダイムを提供すること。
• 意識的で直感的なコンピュータプログラムを実装するための実装手段として、新しいプログラミング言語「ConsciousJ」を提案すること。
• 意識がシステム内でどのように生じるかという問いではなく、システムが未来の状態や入力を実際に予測できるかどうかに焦点を移し、検証可能な定義を可能にすること。

提案手法

• 未来の入力（定義1）または未来の状態（定義2）をランダムな確率よりもよく予測できる能力によってマシンの意識を定義する。
• 予測の正確性に基づいて「意識的なコンピュータプログラム」（定義3）および「自己意識的プログラム」（定義4）の概念を導入する。
• 実時間の入力ではなく、予測された入力によって動作が駆動されるプログラムを「直感的コンピュータプログラム」として定義する（定義5）。
• Java や AspectJ を拡張した新しいキーワードを備えた仮想のプログラミング言語「ConsciousJ」を設計する。'conscious' はクラス宣言に、'predicted' はメソッドパラメータに使用する。
• API を介して外部の予測モデル（例：Kalmanフィルタ、ARMA、SimplePast）にアクセスし、メソッド内に予測ロジックを実装する。
• 入力シーケンスと予測結果の類似度を評価するために、正規化圧縮距離（NCD）指標を用いる。具体的な計算例も提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 未来の入力をランダムな正確さよりもよく予測できる場合、そのコンピュータプログラムは意識的と見なせるか？
• RQ2 予測行動をソフトウェアシステムのコアな行動的特徴として埋め込むためのプログラミングパララダイムは、どのように設計できるか？
• RQ3 実時間の入力ではなく、予測された入力に基づいて動作するための、最小限の言語レベルの構文的構成は何か？
• RQ4 マシンの自己意識の概念は、将来の内部状態を予測できる能力を通じて形式化可能か？
• RQ5 情報理論的指標（例：NCD）を用いて、計算的に意味のある方法で予測の正確性を測定・検証することは可能か？

主な発見

• コンピュータプログラムは、未来の入力をランダムな推測よりも高い正確さで予測できる場合に、意識的と定義され、検証可能な基準が確立される。
• 本論文は、予測行動をソフトウェア設計に体系的に組み込むための新しいプログラミングパララダイム「コンシャスネスオリエンテッドプログラミング（COP）」を導入する。
• 仮想の言語「ConsciousJ」は 'predicted' キーワードをサポートし、メソッドが予測された入力値を受け取り、意思決定に使用できるようにする。
• Kalmanフィルタ、ARMA、SimplePast などの予測モデルが、実行時コンponentとして将来的な入力推定を計算するために提案される。
• NCDの具体的な計算例を通じて、圧縮に基づく類似度測定が、入力シーケンスとモデル出力の間の予測の正確さを評価するために使用されることを示す。
• このフレームワークにより、反応的行動から予測的行動へのシフトが可能となり、日常的なアプリケーションが直感的で先見性のあるシステムに進化する可能性を秘めている。