¿Alguna forma de dormir será esencial en la IA (inteligencia artificial)?

Se han publicado varios artículos de alto perfil sobre el sueño en los últimos años. Ahora sabemos que el sueño realiza muchas funciones: fisiológica (limpieza de desechos), dinámica (reequilibrio de conexiones sinápticas) y funcional (consolidación de la memoria). Vamos a abordarlos uno por uno.

Fisiologico Durante el día, los procesos metabólicos causan la acumulación de productos de desecho en el cerebro. Mientras duerme, se abren canales especiales de eliminación de desechos en todo el cerebro y se vierte líquido para drenar los desechos. Este proceso debe interferir de alguna manera con la función cerebral ya que no ocurre mientras estás despierto. No es probable que la IA necesite dormir por este motivo.

Dinámico La actividad cerebral cortical está cerca de lo que se conoce en física como un punto “crítico” o de “cambio de fase”. Esto permite que la actividad cerebral sea caótica. Se requiere actividad caótica para permitir que el cerebro procese información de manera flexible y dinámica, en lugar de ser un simple grupo de reflejos. En todos los sistemas dinámicos caóticos, el equilibrio de las interacciones entre elementos (neuronas en este caso) tiene que estar finamente ajustado, o se pierde el estado caótico. En el caso del cerebro, la pérdida del caos da como resultado un pensamiento interrumpido, lo que explica por qué las personas terminan alucinando y volviéndose psicóticas con privación extrema del sueño. Durante el sueño, las conexiones entre las neuronas se reequilibran, manteniendo el cerebro sintonizado en el régimen dinámico crítico. En una computadora, el reequilibrio de las redes neuronales simuladas puede ocurrir sobre la marcha, ya que es un simple paso de renormalización. El cerebro no puede realizar la renormalización de vectores directamente, por lo que debe desconectarse y hacerlo indirectamente; esto parece ocurrir usando oscilaciones de onda lenta que ocurren durante el sueño profundo (no REM). Por lo tanto, una IA basada en redes neuronales necesitará una renormalización sináptica, pero probablemente pueda evitarla usando matemáticas vectoriales en lugar de tener que desconectarse.

Funcional Los recuerdos de los eventos que le suceden se almacenan inicialmente en una estructura cerebral llamada hipocampo. Los recuerdos importantes se transfieren gradualmente a la corteza durante días, semanas o incluso meses, y el resto se olvida. Esta transferencia es un proceso delicado de insertar nuevos recuerdos en el sistema neural cortical sin perturbar (demasiado) la información existente. Las redes neuronales son propensas al ‘olvido catastrófico’, que es donde la nueva información agregada a una red tiende a sobrescribir y destruir la información que ya estaba allí, y el cerebro parece sufrir el mismo problema; es por eso que necesitamos el hipocampo y nosotros No almacene nuevos recuerdos directamente en la corteza. Agregar nuevos recuerdos solo funciona empujando suavemente las conexiones sinápticas que almacenan los recuerdos hacia sus nuevos valores, intercalados con períodos de empujones en la otra dirección para retener los recuerdos existentes. Este proceso también ocurre durante el sueño. Debido a la delicadeza del proceso, la corteza no puede estar despierta y procesar información sensorial al mismo tiempo que intenta incorporar nuevos recuerdos. No hay atajos para esto: desconectarse es la única opción, por lo que una IA seguramente necesitará dormir por este motivo.

Entonces, la respuesta es Sí, una IA necesitará dormir, no por todas las razones que hace un cerebro biológico, sino por al menos algunas de ellas.

Si. Eso creo.

El sueño es una parte muy importante de las criaturas inteligentes. Es el filtro. Es cómo los recuerdos a corto plazo se clasifican, critican, filtran y luego se transfieren al almacenamiento a largo plazo. Creo que se requerirá un proceso análogo para la IA.

Personalmente no soy fanático de la inteligencia artificial simbólica. Creo que se pueden hacer muchas cosas lindas con él, pero creo que siempre se limitará a dominios simples. No es el camino hacia la inteligencia artificial genérica y sabia. Creo que las jerarquías anidadas profundas de los sistemas subsimbólicos como las redes neuronales son la única forma de avanzar. Y esos necesitarán un sistema de filtrado.

Puede que no se parezca al sueño, y estoy seguro de que podremos hacer IA para que no haya tiempo de inactividad, pero creo que será necesario el mismo tipo de proceso de filtrado.

Tal vez sea posible intercalar el filtrado con una funcionalidad básica para que el sistema realice los modos multitarea “despierto” y “dormido” y pase desapercibido.

O tal vez podríamos seguir las indicaciones de los delfines que pueden dormir medio cerebro a la vez.

O tal vez, podríamos tener dos cerebros adaptativos separados en un solo robot que obtienen el cuerpo durante medio día mientras el otro está durmiendo.

¡Dios mío! ¡Ahora hay una idea para un cuento plausible de ciencia ficción sobre un robot esquizofrénico!

Depende de cómo definas el sueño. En el sentido de que los humanos lo hacen, probablemente no será necesario. Cualquier actividad vital que ocurra durante el sueño probablemente podría incorporarse al programa para que se maneje durante el tiempo de actividad normal.

Pero desde una perspectiva de hardware, cada sistema eventualmente necesita algún tipo de tiempo de inactividad para el mantenimiento. Eso podría considerarse como “dormir”. Sin embargo, también podría considerarse como la muerte, por lo que podría no ser la mejor comparación.

Gran pregunta!

El problema que tenemos aquí es que no entendemos completamente todos los problemas relacionados con el sueño de los seres vivos. Entonces todo se reduce a la intuición y la creencia. Entonces, si creo que el sueño es necesario para permitir que los caminos neuronales se “relajen” a un estado más bajo para que las minucias del día no apliquen tantos ajustes hebbianos que nos obsesionamos cada día … En ese caso, si nuestra arquitectura no sufrir esa necesidad entonces dormir no es necesario. O tal vez creo que debemos cerrar el componente consciente (esto supone que toda la vida tiene componentes conscientes embrionarios porque la mayoría (si no todos) de la vida animal duerme. El sueño detiene el proceso consciente (pero aún mantiene la autonomía) después de que no pueda despertar a cualquiera de otra manera) Esto permite que los procesos de pensamiento de alta potencia que inundarían los sistemas neuronales se apaguen durante el tiempo suficiente para que la red se relaje de nuevo a un estado estable. Los llamados ritmos alfa podrían ser mecanismos estroboscópicos para alguna parte de el manejo de este proceso. Una vez más, eso sugeriría que un sistema basado en los nervios que puede alcanzar un estado consciente podría tener que hacer lo mismo. Sin embargo, un sistema completamente electrónico podría no necesitarlo. Los sueños y otras características del sueño también deben encajar con esto.

El punto es que realmente no tenemos una visión adecuada de la tarea que debe realizar el sueño. Podría ser fácilmente debido a las limitaciones de los sistemas biológicos, en cuyo caso podríamos no necesitarlo para una IA electrónica. Pero esto también puede pertenecer al problema de las experiencias conscientes o relacionadas con ellas, lo que significaría que en tal forma de manejo se requiere, por ejemplo, algunos sistemas ejecutan lenguajes que tienen “recolectores de basura” cuyo trabajo es administrar memoria limitada al liberarla cuando se sabe que está libre de su tarea original (es decir, fuera de alcance). Si el sueño es esencial para ese tipo de proceso, entonces las IA pueden dormir.

Una de mis máquinas lisp (una simbólica) que estaba ejecutando modelos grandes, después de un largo día, se quedaba sin memoria y se volvía casi inútil, comenzaría a funcionar y luego se quedaría sin memoria, los recolectores de basura dinámicos entrarían en modo thrash y, – quedarse sin memoria y, finalmente, renunciar y ejecutar los recolectores de basura completos (es decir, no hacer más trabajos durante años … dormir).

¡Entonces mi respuesta es tal vez!

Nadie sabe. Por qué los organismos neurológicos duermen no está claro, y aún quedan teorías competitivas sobre el tema. Si la razón resulta ser exclusiva de la neurología animal, entonces no deberíamos esperar que el sueño sea necesario en la IA. Incluso si la IA está muy modelada en nuestros cerebros, si esos modelos no capturan el mecanismo particular que hace que el sueño sea esencial, las IA no dormirán.

Dependerá de por qué el sueño es importante en los animales, y dependerá de cómo se construya la IA.

Yo creo que no. AI significa inteligencia [artificial]. No está claro que necesites emular más de lo esencial. Actualmente, en lo que respecta al “aprendizaje [máquina]” (ML), con redes neuronales artificiales (sí, muy simplificado de los modelos biológicos completos), no es necesario. Lo más parecido en lo que puedo pensar es en “acelerar” la velocidad del reloj para no sobrecalentarse. Mientras lo hace, una velocidad de reloj más baja aún puede calcular, solo que más lentamente. Esto se aplica, creo, también a las GPU (que implementan la mayoría de ML), pero principalmente a las CPU que tienen mayor velocidad de reloj. Las GPU son más paralelas (similares al cerebro …) y pueden escapar con una frecuencia de reloj más baja. En el pasado, el estrangulamiento no se hacía, ya que no era necesario, ni siquiera los fanáticos.

Para AGI completo, puede ser necesario incorporarlo.

El sueño puede ser más para descansar el cuerpo que el cerebro (o ambos; el cerebro también es parte del cuerpo).

AI, no necesitará emular la biología completa (o estamos en problemas …). Las computadoras no se degradan o necesitan algo similar a los precesos biológicos actualmente.

Digamos que en realidad necesitarías dormir (para consolidar la memoria, otro propósito reclamado del sueño). Entonces, ¿no lo harías muy rápido, como en un microsegundo y luego solo te despiertas?

De manera similar a cómo una CPU hace muchas cosas de las que nunca se da cuenta, el sueño podría ocurrir así una vez al día o ser multiplexado con más frecuencia.

Entonces, también, las ballenas y creo que otros animales, duermen con solo un hemisferio del cerebro a la vez. Si realmente es necesario, supongo que AI podría hacer algo similar.

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