Модификация алгоритма Узнадзе в аспекте кратковременной и долговременной памяти робота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модификация алгоритма Узнадзе в аспекте кратковременной и долговременной памяти робота

Ю. А. Шарапов

Пермский государственный национальный

исследовательский университет

Россия, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15

j.a.sharapov@gmail.com; +7(342)2396434

Предлагается модификация алгоритма Узнадзе теории эмоциональных роботов: снимается требование постоянства и равенства коэффициентов кратковременной памяти и, соответствующих конечному моменту времени каждой эмоции на всех воспитательных уровнях k; добавляется учет долговременной памяти работа при расчете воспитания робота; вводится критерий перехода с одного воспитательного уровня на другой. В статье вводится понятие локального воспитания робота. Доказываются теоремы о сходимости воспитания робота на каждом воспитательном уровне и о достижимости любой поставленной цели воспитания G.

Ключевые слова: робот; алгоритм Узнадзе; кратковременная память робота; долговременная память робота.

The modification of Uznadze's algorithm in terms of robot's long-term and short-term memory

Y. A. Sharapov

Perm State University, Russia, 614990, Perm, Bukireva st., 15

j.a.sharapov@gmail.com; +7(342) 2396434

The paper describes a modification of Uznadze's algorithm of the theory of emotional robots. The new algorithm abandons a requirement of constancy and equality of coefficients of robot's short-term memory during robot's educational process, uses coefficient of robot's long-term memory for calculation of robot's education. The paper introduces a criterion of change of educational levels and describes a concept of robot's local education. There are proofs of two theorems. One of them is about a convergence of series of robot's education on every educational level. Another is about an unlimitedness of robot's educational process and reachability of any robot's educational goals.

Key words: robot; algorithm of Uznadze; robot's short-term memory; robot's long-term memory.

Введение

В работах [1, 2] предложены математические определения эмоции робота, воспитания и уровней воспитания, относительной невосприимчивости робота к воспитанию, основанные на гипотезе грузинского психолога Д.Н. Узнадзе [3-5], с учетом коэффициентов кратковременной памяти робота.

Определение 1. Воспитанием робота R(t) (воспитание робота во время действия эмоции) назовем функцию вида

,(1)

где t - текущее время, , . Текущее время удовлетворяет соотношению , где - текущее время действия настоящей эмоции от начала ее проявления, - общее время действия всех предыдущих эмоций, - воспитание, полученное роботом за время .

В алгоритме Узнадзе в работе [1] введено допущение о равенстве и постоянстве коэффициентов кратковременной памяти и, соответствующих конечному моменту времени каждой эмоции, предложены определения уровня воспитания робота k и невосприимчивости робота к обучению (воспитанию) .

Отметим, что алгоритм многоуровневого воспитания робота, описанный в статье [1], не учитывает долговременную память робота.

Новая многоуровневая модель воспитания робота

Предложим новую многоуровневую модель воспитания робота, которая учитывает кратковременную и долговременную память робота.

Воспитание робота на конкретном уровне k ограничено пределом воспитания робота на k-ом воспитательном уровне . Переход на новый уровень воспитания происходит для "активизации" воспитания (обучения) робота. И так до тех пор, пока воспитание робота не достигнет «цели» воспитания G (рис. 1).

Рис. 1. Решение проблемы "пресыщения" воспитания робота

Воспитание робота вычисляется по формуле (1) и зависит от начальных параметров, в т.ч. эмоций роботов. Легко видеть, что воспитание робота не зависит от цели воспитания G. В частном случае допустимо, что величина G будет меньше предела воспитания робота на 1-м воспитательном уровне . В общем случае это условие может не выполняться.

Смена набора эталонных эмоций (установок) дает возможность изменить начальные параметры формулы (1), и следовательно, определяет предел воспитания робота на воспитательном уровне с порядковым номером k.

Определение 2. Локальным воспитанием робота на уровне k назовем воспитание робота , полученное на воспитательном уровне k без учета воспитания на предыдущих уровнях. j - номер воспитательного такта на уровне k.

Не нарушая общности, представим воспитательный процесс (1) на уровне k следующим образом:

,(2)

где - локальное воспитание на уровне k при такте i, - элементарное воспитание на уровне k для такта i, - коэффициент кратковременной памяти на уровне k для такта i.

Будем считать, что робот равномерно забывчив, т.е. справедлива цепочка равенств Пусть робот обладает только равноценными положительными эмоциями на каждом воспитательном уровне k:

Следовательно, для равномерно забывчивого робота, который на каждом воспитательном уровне k обладает только равноценными положительными эмоциями, справедливы соотношения

, (3)

.(4)

Таким образом, воспитание робота непрерывно и ограниченно, т.е. на языке теории эмоциональных роботов воспитание робота имеет пресыщение. Из соотношения (4) получаем предел воспитания робота на воспитательном уровне k при бесконечном увеличении количества тактов j:

. (5)

При переходе с одного уровня воспитания робота на другой наряду с коэффициентом кратковременной памяти будем учитывать коэффициент долговременной памяти . Будем предполагать, что влияет на воспитание робота , которое им было получено на всех предыдущих воспитательных уровнях, где - номер последнего такта уровня k-1, на котором происходит переход на уровень k.

Таким образом, будем считать, что воспитание на каждом уровне и на каждом такте будет удовлетворять равенствам

(6)

где - воспитание робота на уровне k при такте i, - локальное воспитание на уровне k при такте j, - коэффициент долговременной памяти на уровне k для такта i, .

Взаимосвязь между i, номером воспитательного такта, и j, номером воспитательного такта на уровне k, можно представить следующей системой равенств:

. (7)

Теорема 1. Если все коэффициенты долговременной памяти постоянны на каждом воспитательном уровне, то воспитание для каждого воспитательного уровня имеет предел.

Доказательство. Так как по условию теоремы справедлива цепочка равенств , то является константой для каждого уровня k.

Следовательно, справедлива цепочка равенств

(8)

Переходя в равенстве (8) к пределу при и учитывая справедливость формулы (5), получим .

Таким образом, теорема доказана.

Введем критерий перехода воспитательного процесса с одного уровня на другой. Будем считать, что точка перехода с воспитательного уровня k на уровень k+1 достигается, когда изменение воспитания робота на воспитательном уровне k становится меньше некоторой величины (рис. 2):

. (9)

Рис. 2. Визуализация критерия воспитательного процесса с одного уровня на другой

Причем величина не зависит от воспитательного уровня k.

Докажем следующую теорему.

Теорема 2. При условиях теоремы 1 на каждом воспитательном уровне k существует такой такт i, для которого справедливо неравенство .

Доказательство. Так как ряд сходится, то верно следующее утверждение:

.

Таким образом, теорема доказана.

На основе теоремы 2 можно сделать вывод, что на любом воспитательном уровне k найдется номер такта i, при котором произойдет переход на следующий воспитательный уровень и критерий, задаваемый формулой (9), выполняется для любого воспитательного уровня k. В свою очередь это означает, что воспитание робота при равноценных положительных эмоциях, постоянном коэффициенте долговременной и кратковременной памяти робота для каждого воспитательного уровня не ограничено сверху, а значит, может достигнуть любую "цель" воспитания G.

Исходя из вышеизложенного, можно предложить следующий алгоритм воспитательного процесса с учетом смены эталонных эмоций (установок) робота и коэффициентов кратковременной и долговременной памяти робота.

Шаг 1. Задаем эталонную эмоцию , , , .

Шаг 2. Вычисляем элементарное воспитание .

Шаг 3. Вычисляем воспитание робота :

,

где и - кратковременная память и долговременная память на уровне k соответственно.

Шаг 4. Если , то КОНЕЦ, в противном случае переходим к Шагу 5.

Шаг 5. Если выполняется критерий перехода на следующий уровень , то , , . Переходим к Шагу 6.

Шаг 6. , и перейти к шагу 2.

Заключение

Таким образом, в настоящей статье приведены математические модели коэффициентов долговременной памяти робота и предложен алгоритм воспитательного процесса с учетом смены эталонных эмоций (установок) робота и коэффициентов кратковременной и долговременной памяти робота. В статье также описаны основные математические свойства сходимости, присущие воспитательному процессу роботов, и доказано, что любая воспитательная цель, поставленная перед роботом, является достижимой.

узнадзе алгоритм робот эмоциональный

Список литературы

1. Пенский О.Г., Черников К.В. Гипотеза о психических установках в аспекте математического моделирования процесса воспитания эмоциональных роботов // Фундаментальные исследования. 2012. № 3. С.129-132.

2. Пенский О.Г., Черников К.В. Основы математической теории эмоциональных роботов: моногр. / Перм. гос. ун-т. Пермь, 2010. 256 с.

3. Григолова В.В. Контрастная иллюзия, установка и бессознательное: моногр. Тбилиси,. 1987. 450 с.

4. Надирашвили Ш.А. Дмитрий Николаевич Узнадзе (к 100-летию со дня рождения). URL: http://www.voppsy.ru/issues/1986/866/866087. htm (дата обращения: 24.03.2011).

5. Узнадзе Д.Н. Общая психология: учеб. для вузов. СПб.: Питер, 2004. 413 с.

Размещено на Allbest.ru