Ниже я напомню какие проблемы ставил Розенблатт перед перцептроном. Давайте проанализируем что изменилось с тех пор - какие вопросы и насколько решены современными нейросетями. Я посмею утверждать, что не одна в полной мере.
Итак ...
----
Задача теоретической модели мозга состоит в том, чтобы показать, как в некоторой физической системе, структура и функциональные свойства которой известны, могут возникать психологические явления. Теперь мы перейдем к более конкретному рассмотрению психологических тестов, которые в применении к модели мозга позволят выяснить характеристики таких систем для сравнения между собой различных вариантов.
== Эксперименты по различению ==
Простейший эксперимент, на основе которого можно получить психологически значимую информацию о некоторой системе, сводится к тому, что модели предъявляются два различных стимула и требуется, чтобы она реагировала на них различным образом. В общем случае не обязательно ограничивать эксперимент двумя конкретными стимулами или сенсорными образами. Можно использовать два или более классов образов, таких, чтобы каждый класс состоял из «подобных» образов, например квадратов, треугольников или букв «А» различного размера и написания. Целью такого эксперимента может быть исследование возможности их спонтанного различения системой при отсутствии вмешательства со стороны экспериментатора, или, наоборот, изучение принудительного различения, при котором экспериментатор стремится обучить систему проводить требуемую классификацию.
В опыте с обучением перцептрону обычно предъявляется некоторая последовательность образов, в которую входят представители каждого из классов, подлежащих различению. В соответствии с некоторым правилом модификации памяти правильный выбор реакции «подкрепляется». Затем перцептрону предъявляется контрольный стимул и определяется вероятность получения правильной реакции для стимулов данного класса. В зависимости от того, совпадает или не совпадает выбранный контрольный стимул с одним из образов, которые использовались в обучающей последовательности, получаются различные результаты. Если контрольный стимул не совпадает ни с одинм из обучающих стимулов, то эксперимент связан не только с «чистым различением», но включает в себя и элементы «обобщения». Если контрольный стимул возбуждает некоторый набор сенсорных элементов, совершенно отличных от тех элементов, которые активизировались при воздействии ранее предъявленных стимулов того же класса, то эксперимент является исследованием «чистого обобщения».
== Эксперименты по обобщению ==
Как указывалось выше, в эксперименте по «чистому обобщению» от модели мозга требуется перейти от избирательной реакции на один стимул (допустим, квадрат, находящийся в левой части сетчатки) к «подобному» ему стимулу, который не активизирует ни одного из тех же сенсорных окончаний (квадрат в правой части сетчатки). К обобщению более слабого вида относится, например, требование, чтобы реакции системы распространялись на элементы класса подобных стимулов, которые не обязательно отделены от уже показанного ранее (или услышанного, или воспринятого на ощупь) стимула. Так же как и в случае экспериментов по различению, и в этом случае можно исследовать спонтанное обобщение, при котором критерии подобия не вводятся извне или не навязываются экспериментатором, и принудительное обобщение, при котором экспериментатор с помощью соответствующей процедуры «обучает» систему своему понятию подобия.
Многие наиболее важные проблемы в исследовании механизмов мозга относятся к явлению обобщения, и в первую очередь к понятию «подобия». Мы здесь предполагаем, что подобие прежде всего определяется группой преобразований, которые могут воздействовать на стимулы в данных физических условиях. Для зрительных стимулов физическая среда обычно включает в себя жесткие движения, вращения, изменение размеров, проективные преобразования, некоторые виды искажений или непрерывных деформаций и изменения цвета или контрастности. Другие более тонкие виды подобия (как, например, в архитектурных стилях, жестикуляции, манерах поведения и т. д.), по-видимому, связаны с объединением событий в классы на более высоком уровне организации, чем тот, который мы здесь рассматриваем. Однако следует указать, что перцептрон, который обучается стимулам произвольных классов, по-видимому, может осуществлять обобощения совершенно произвольных или абстрактных событий, причем «стилевое подобие» в этом случае является столь же законным кандидатом на основную роль в классификации, как и «подобно формы».
В простых перцептронах «чистое обобщение» невозможно, хотя и может наблюдаться кажущаяся реакция обобщения на стимулы, когда такая реакция осуществляется большим числом сенсорных окончании, участвовавших в предыдущих опытах. Мы такую слабую форму обобщения будем называть «различением», а термин «обобщение» будем использовать только в тех случаях, когда речь идет о механизме распознавания истинного подобия, а не грубого обнаружения аналогий.
== Эксперименты по обнаружению геометрических фигур ==
В рассмотренных выше экспериментах всегда использовались стимулы двух или более классов, чем исключается тот тривиальный случай, когда автоматически реализуется заданная реакдия на любой из возможных стимулов. Поскольку при этом предполагается, что в любой заданный момент времени существует только один стимул, эти эксперименты относятся к ситуации «вынужденного выбора», в которой модель мозга обязана выдавать какое-то одно из нескольких положительных опознаваний, реагируя на все, что она «видит». Аналогичные эксперименты проводятся над людьми и животными и позволяют изучать важный класс психологических задач, связанных с простыми по структуре ситуациями.
Другим подходом, пока что менее изученным, является постановка задачи поиска некоторой фигуры в сенсорном поле системы, причем фигура может либо находиться, либо не находиться в этом месте. В такой задаче система должна различать «наличие фигуры» и «отсутствие фигуры» и, как правило, обучается распознаванию за один прием одной фигуры. Если фигура появляется как единичный объект в пустом поле, то задача относительно тривиальна. Однако если фигура появляется на некотором фоне или входит в комплекс других образов, то проблема значительно усложняется. В наиболее важном случае такой эксперимент позволяет изучать тенденции перцептрона по отношению к организации фигура — фон, что достигается предъявлением перцептрону неясно очерченных фигур или фигур с неоднозначным смыслом, которые распознаются при одной структуре поля как принадлежащие к одному классу, а при другой структуре поля — как принадлежащие к другому классу. Предполагается, что предпочтение, оказываемое человеком-наблюдателем той или другой из возможных фигур в таком поле, определяется «образными свойствами» «хорошей фигуры». Эксперименты по обнаружению позволяют нам сравнивать условия, приводящие к предпочтению, и правила, определяющие «хорошую фигуру», для перцептрона и человека в подобной ситуации.
== Эксперименты пo количественным оценкам ==
Эксперименты другого типа связаны с оценкой перцептронами количественных характеристик стимулов (их размеров, расстояния, положения и т. п.). Однако до сих пор ничего не сделано для исследования таких вопросов, как обобщения количественных оценок на новые стимулы при оценки точности, которая может быть достигнута в данных конкретных случаях. При дальнейшем развитии придется столкнуться с важной проблемой «постоянства восприятий», тенденции людей воспринимать размер, цвет или другие метрические свойства стимула в терминах «действительных» физических свойств объекта, а не его проекции на сетчатке. Так, например, рост человека воспринимается как величина около 6 футов независимо от того, появляется ли его образ на сетчатке под углом в 1 или 15 градусов, или, скажем, блюдо кажется нам всегда круглым по форме независимо от того, появляется ли его образ на сетчатке в виде истинного круга или вытянутого эллипса. Во многих психологических экспериментах было установлено, что такие явления нельзя объяснить знакомством с конкретными объектами; так предметы заранее совершенно неизвестной формы, наблюдаемые в обычном физическом пространстве, практически всегда воспринимаются правильно в терминах «истинно физических» свойств, за исключением некоторых особых случаев.