LIDA: Entendendo a Arquitetura

Codelets

    São pequenos trechos de código que executam uma simples tarefa especializada. Muitos processos da arquitetura LIDA são implementados como codelets, dentre estes, os processos relacionados à teoria do Global Wokspace. Os codelets operam independentemente e assíncronamente. Os codelets se assemelham aos demons da teoria do Pandemonium de Selfridge; aguardam por uma oportunidade de agir, executando suas ações programadas. Eles podem competir entre si ou atuarem em conjunto, formando coalisões.

    Um tipo importante de codelet, usado na arquitetura LIDA, são os codelets de atenção (Attentional Codelets). Eles atuam na fase de atenção do ciclo cognitivo da arquitetura. Esses codelets formam coalisões de porções selecionadas do Modelo Situacional Corrente, que é gerado pelo mecanismo perceptual da arquitetura, sendo que essas coalisões são enviadas para o Global Wokspace. Nesse local, ocorrerá uma competição entre todas as coalisões, de acordo com suas saliências, onde a mais saliente será selecionada e o seu conteúdo se tornará o conteúdo consciente do agente LIDA. Esse conteúdo será transmitido globalmente (broadcast) para outros módulos da arquitetura, iniciando a fase de seleção de ação.

PAM - Perceptual Associative Memory

    A PAM é um tipo de mémoria associativa responsável pela percepção do agente LIDA de seu ambiente, inclusive de seus estados internos. Ela é constituída por uma rede semântica com ativação, denominada slipnet, que armazena o conhecimento a respeito do mundo do agente. Os nós da slipnet representam detectores de traços característicos (features), objetos individuais, categorias, situações, etc. Os perceptual codelets buscam por características (features) para ativar os nós apropriados da slipnet. A PAM age como um filtro, selecionando a cada momento apenas a parte mais relevante da informação sensorial do agente. Essas informações selecionadas formarão o Modelo Situacional Corrente do agente, que será usado pelo mecanismo consciente da arquitetura para gerar a tomada de decisões e adquirir aprendizado. Tais informações são relacionadas àquelas contidas nas memórias Transient Episodic Memory e Declarative Memory, formando associações locais. O Modelo Situacional Corrente fica armazenado na memória de trabalho (Workspace) do agente, sendo formado pela combinação das associações com a informação perceptual do agente.

    A percepção do ambiente, pelo agente LIDA, significa traduzir as informações sensórias (inclusive os estados internos) em objetos, reconhecendo-os e categorizando-os, além de detectar e compreender situações características (relações). Após perceber seu ambiente, o agente deve armazenar as informações percebidas para uso futuro. Estas são armazenadas nas memórias episódica e declarativa. A Transient Episodic Memory é uma memória que armazena eventos que ocorreram no passado do agente, incluindo as informações associadas a esses eventos. Pode ser modulada pelos "sentimentos" e "emoções" do agente, e decai com o passar do tempo (o conteúdo emocional de um evento pode levá-lo a perdurar por um tempo maior na memória do agente). A Declarative Memory é uma memória auto-biográfica e semântica. Armazena as informações não- temporais sobre a ocorrência dos eventos e suas consequências sobre a operação do agente. Seu conteúdo pode ser de longa duração ou mesmo de curta duração.

Behavior Network (Rede de Comportamentos)

    A Procedural Memory (Scheme Net) é uma memória que armazena os vários procedimentos (schemes) possíveis de serem selecionados para gerar as ações do agente no seu ambiente. Após as fases de percepção do ambiente e foco atencional nos aspectos relevantes das informações percebidas pelo agente, as informações mais relevantes farão parte do conteúdo consciente do agente que será transmitido (broadcast) para outros módulos da arquitetura LIDA. A partir do conteúdo do broadcast, recebido pela Procedural Memory, será iniciada a fase de seleção de ação do agente (incluindo também o aprendizado). Os possíveis schemes serão selecionados, a partir da informação consciente do agente, incluindo seus contextos e suas ações e os resultados esperados. Esses schemes são passados para a Behavior Network (Action Selection), onde eles competem pela seleção do comportamento do agente.

    A Behavior Network escolhe a ação apropriada de acordo com a situação corrente do agente (conteúdo consciente). A seleção de ação depende tanto da situação atual, percebida do ambiente, quanto do conteúdo consciente compartilhado pelos módulos da arquitetura. As metas atuais do agente serão influenciadas pela tomada de novas decisões de ação. As metas globais do agente também influenciam a tomada de decisão de ação. Cada meta do agente possui uma ativação que decai com o tempo. A ativação de uma meta influencia a escolha do agente de continuar realizando aquela meta.

    O comportamento selecionado será executado pelo módulo Sensory-Motor Memory. Este módulo produz o plano motor para executar esse comportamento, gerando as ações do agente no seu ambiente. A execução das ações pode afetar tanto o ambiente externo quanto o ambiente interno do agente.

Global Workspace Theory (Mecanismo de Consciência do LIDA)

    A teoria do Global Workspace, de Baars, baseia-se na teoria do Pandemonium de Selfridge. Onde as entidades, chamadas demons, "gritavam" quando detectavam uma situação favorável para a sua ação no ambiente. O demon que gritasse mais alto seria escolhido para atuar no ambiente. Os codelets, semelhantes aos demons, também aguardam para executar suas ações programadas, dentro da arquitetura LIDA.

    A Global Workspace é uma teoria sobre o funcionamento da mente, descrevendo uma possível explicação para o fenômeno da consciência. Essa teoria cognitiva defende, segundo Baars, que o sistema nervoso seria semelhante a um sistema paralelo distribuído, onde diferentes processos especializados  formam o sistema e competem pela atuação, às vezes cooperando em conjunto (formação de coalisões). A teoria de Baars refere-se à "Metáfora do Teatro". O palco do teatro representa a Memória de Trabalho do agente. Os atores são os diferentes processos (codelets) que ocorrem dentro da memória de trabalho e competem pela atenção do agente. O refletor (spotlight) representa o foco de atenção do agente; os codelets sob esse foco constituem o conteúdo consciente do agente. Os demais codelets que não estão no palco fazem parte da "platéia" do teatro. Um codelet pode sair da platéia e subir ao palco caso o conteúdo sob o spotlight estimule (aumente seu nível de ativação) sua decisão de subir ao palco. Uma vez no palco, um codelet pode tomar parte em alguma coalisão, podendo ser selecionado (junto com a coalisão) pelo foco atencional do agente.

    Na arquitetura LIDA, o módulo Global Workspace, em conjunto com a memória de trabalho (Workspace) e os Attentional Codelets, realiza os processos necessários para efetuar o broadcast do conteúdo consciente do agente para os demais módulos da arquitetura. Os attentional codelets, motivados pelo conteúdo da memória de trabalho, são ativados e competem pela atenção do agente. A coalisão vencedora terá seu conteúdo compartilhado dentro da arquitetura, tornando-se consciente para o agente.