Sistemas Inteligentes e Semiótica - Overview

Uma visão geral acerca do conhecimento, pensamento e inteligência!

Olá,

Hoje, eu decidi iniciar com uma frase que resume muito bem o que esse post irá trazer. Na figura acima (cérebro humano), é possível ver a estrutura de um dos orgãos mais incríveis do ser humano, e considerado o limiar entre um ser humano ter direito ou não a vida (Questão da polêmica envolvendo nascimento de fetos anencéfalos).

Apesar do ser humano buscar entender a estrutura física do cérebro, o maior desafio está em tentar entender o funcionamento interno, e como ele funciona, logo, nosso foco será em torno do pensamento e da inteligência.

Esse post será bem longo, mas também, será o mais completo sobre a área de inteligência artificial (IA), e assim, terminaremos essa primeira parte da série sobre sistemas inteligentes e semiótica.

Vamos lá....

Inteligência! A inteligência pode ser considerada como a capacidade de um indivíduo adquirir e aprender novos conhecimento, e ter a capacidade de tomar decisões. Para um sistema, isso poderia ser associado com um dispositivo capaz de adquirir conhecimento e informações ao seu redor através de sensores, armazenar esses dados e, baseado nisso, tomar decisões e conseguir adquirir novos conhecimentos, tornando-o "teoricamente" mais inteligente.

Na natureza, podemos encontrar como exemplo, o ser humano, animais e organismos. Todos esses sistemas naturais podem apresentar inteligência. No entanto, ele se diferenciam de sistemas artificiais, porque possuem capacidade de assimilação e processamento muito maior, sendo este último, uma diferença básica.

A semiótica, como dito em um post anterior, é a ciência que estuda signos, e a inteligência seria a capacidade de processar esses signos, e partir de então, passamos a enxergar uma relação entre ambos.

Ao tratar disso, não podemos deixar de considerar a Teoria do Conhecimento, uma ciência que teve origem com filósofos gregos, como Platão e Aristóteles, e tem como objetivo estudar a estrutura do conhecimento. Esse conhecimento, ainda é objeto de muitos debates, onde alguns defendem que existe na mente, e outros, no mundo. Particularmente, eu acredito que exista tanto na mente como no mundo, o que vai ser a "cereja do bolo" seria a interação entre ambos para se obter conhecimento. E como podemos conceber conhecimento? Sob olhar da semiótica, seria quando começamos a representar objetos do mundo real em nossa mente. Pense sobre isso!

Definindo o que é conhecimento, vamos lidar com alguns problemas. São eles:

• Possibilidade: o ser humano pode realmente aprender um objeto?
• Origem: O conhecimento está na mente ou no mundo?
• Essência: O sujeito determina um objeto ou um objeto se auto determina?
• Forma: O conhecimento é racional ou intuitivo?
• Verdade: Quais critérios eu vou utilizar para determinar a verdade sobre um conhecimento?

Pensando nisso, foram propostas algumas teorias para explicar a origem do conhecimento: Racionalismo e empirismo.

O racionalismo, defende que o conhecimento pode ser obtido através da razão e do pensamento, já o empirismo, diz que apenas através das experiências, somos capazes de obter o conhecimento. Mas o intelectualismo, surgiu como uma teoria para explicar isso, dizendo que podemos adquirir conhecimento tanto do mundo como de experiências, mas será através da experiência que criamos novos conceitos.

Para a essência do conhecimento, temos outras filosofias que buscam explicar isso, seriam: realismo e idealismo. O realismo, vem dizer que existem objetos reais independente de possuirmos consciência sobre o mesmo ou não, e o idealismo, já foge disso, dizendo que tudo é fruto de nossa mente. Então, percebemos a intenção dessa teoria de tentar explicar como objetos são determinados e qual sua essência.

Mas não podemos esquecer de outro ponto, como realmente aprendemos sobre um objeto? Existem conceito que buscam explicar isso, como o conhecimento imediato, que defende a idéia de que basta olhar um objeto para que eu saiba tudo sobre ele, e o conhecimento mediato, que afirma a necessidade de múltiplos contatos com um objeto para que possamos realmente conhecê-lo. Também existe o conceito de verdade, dividido em transcedente e imanente. O conceito da verdade transcedente, afirma a necessidade de haver concordância entre conteúdo do objeto e o pensamento, já o conceito imanente, diz que basta haver concordância do pensamento com ele mesmo. Vocês conseguem perceber que já temos vários métodos para explicar como obter conhecimento. Isso pode ser facilmente aplicado para um sistema inteligente e como ele irá obter conhecimento do mundo ao seu redor, e quais critérios ele deverá considerar.

Teorias do Conhecimento e um pouco de Filosofia

A teoria especial do conhecimento, é uma das famosas explicações que buscam estudar a estrutura básica do conhecimento, havendo uma relação com a teoria geral, que vão tentar buscar formas de lidar com isso.
Nessa linha, temos grandes filósofos que trabalham com essas idéias. Aristóteles e Kant derivaram teorias de categorias a partir de palavras, havendo uma diferença na forma de agrupá-las.

Kant vem definir o pensamento de 12 categorias de 4 grupos e Aristóteles, classificou o pensamento em 10 categorias, mas isso gerou muitas críticas, pois limitou a divisão do pensamento. Ele também definiu 4 tipos de causalidades relacionadas ao conhecimento:

• Causalidade final: relacionada com a finalidade para tudo que existe.
• Causalidade material: relacionado com a matéria.
• Causalidade formal: relacionado com a forma de algo.
• Causalidade eficiente: relacionado com a origem de algo.

 Em especial, a causalidade final gerou muita polêmica, pois ele aplicou isso para coisas oriundas da natureza, o que entrou em conflito com questões teológicas e a fé.

Mas não apenas eles estudaram sobre isso, Descartes também tem suas idéias a respeito do conhecimento. Ele vem definir a separabilidade entre corpo e mente, em seu dualismo. E vem classificar idéias em categorias: Inatas; Factícias e Adventícias. Também classificou operações da razão, definidas por:

• Intuição: o conhecimento pode ser obtido de maneira instantânea.
• Dedução: o conhecimento é obtido através de um processo gradual.

E isso vai abrir as portas para o nosso famoso Método Científico! Que traz a proposta de um procedimento sistemático para atingir o conhecimento, e é utilizado por cientistas e pesquisadores do mundo.

Descartes começou a introduzir o conceito de idéias, mas será Locke que irá desenvolver muitas pesquisas na área. Jonk Locke define idéias simples como blocos básicos do conhecimento. Ele também irá definir qualidades, como aquilo capaz de gerar um pensamento num indivíduo. Sendo subdividido em qualidades primárias, que são idéias semelhantes ao objeto, e qualidade secundárias, que estão relacionadas com as idéias primárias.

Alguns mecanismo de retenção foram explicados por Locke:

• Contemplação: seria a capacidade de reter o conhecimento por um determinado tempo.
• Memória: sendo a possibilidade de recuperar o conhecimento que desapareceu. (Isso é familiar para você certo? - Memória de computador)

Ainda abordando as contribuições de Locke para as idéias, ele definiu operações da mente, tais como: discernimento, comparação, abstração, senso críticos e composição. A composição, será a responsável por gerar idéias complexas, que é dividida em 3 grandes classes: modos, substâncias e relações.

E finalmente, ele vem diferenciar idéia de conhecimento, onde idéia pode ser obtida a partir de sensoreamente e conhecimento, pode ser admitido como verdadeiro ou falso.

Após Locke, surgiram outros pensadores que buscaram reutilizar suas "idéias", é o caso de Hume. Ele veio contribuir defendo a existência de expressões antes das idéias. Para isso, existem elementos primitivos: conceitos e intuições. Havendo uma relação interessante, na qual sensações geram intuições, e o entendimento irá gerar conceitos.

Ele também irá trazer o termo juízos, que são conceitos acerca do mundo real. Havendo uma divisão em juízos a priori, que não necessitam de experiências, e o juízo a posteriori, que de maneira contrária, defenderá a necessidade de experiências. O principal problema do juízo a priori, está na dificuldade de sua comprovação. A lógica transcendental, será uma forma de tentar entender o conhecimento a priori.

Conceitos

Vamos entrar agora em diversos conceitos que irão tratar da forma como o conhecimento é estruturado, e passaremos a enxergar de forma mais clara suas relações com a semiótica.

• Positivismo

Essa teoria vem defender a importância de considerar apenas resultados positivos originados de uma experiência, e por haver coisas que não podemos provar, ele irá desconsiderar o termo "substância", definido por Locke, já que eles são oriundos de objetos reais. Isso acaba sendo um problema, pois limita novas descobertas.

• Reducionismo

O reducionismo, defende a possibilidade de reduzirmos um objeto ao seu nível mais básico, utilizando duas principais operações: Síntese e Análise. No entanto, existem críticas acerca dessa teoria, que contestam a possibilidade de reduzir coisas ao seu nível mais básico, havendo sempre algo além do reducionismo.

• Estruturalismo

O estruturalismo, diz que a individualidade não tem importância. A estrutura seria o conjunto de relações entre determinadas coisas, havendo grande interesse de suas idéias para aplicação na relação entre palavras e seus significados.

• Fenomenologia

A fenomenologia irá tratar de estudar os fenômenos globais, grandes e complexos, e o reducionismo terá a função de reduzir esse problema em partes menores e fáceis de serem resolvidas.

• Construtivismo

Essa teoria irá defender a necessidade de construir conhecimento gradativamente, e para sistemas inteligentes e semiótica, isso poderia ser facilmente comparado com a capacidade de um agente conseguir captar uma informação do mundo e seu signo, e a partir disso, ser capaz de gerar novas idéias. Essa questão irá ser discutida novamente por Pierce alguns anos mais tarde, e alguns posts mais a frente nesse blog.

• Pós modernismo

Essa teoria, vem explicar o mundo real, da forma como ele é! E vem influenciar principalmente a teoria da complexidade, autopoiese e auto organização.

Antes de ir para o próximo tópico, é importante citar o mecanismo básico de aprendizagem desenvolvido por Piaget. Nessa estrutura, ele explicar que um agente irá obter conhecimento do ambiente, e essa informação será comparada com sua estrutura neural. Caso não haja similaridade, um novo conhecimento será incorporado. Caso seja encontrada similaridade, então os valores da estrutura neural são atualizadas.

Teoria Autopoiética

Esse é um tópico que apresenta grande inspiração para o desenvolvimento de sistemas inteligentes, e aqui começamos a nos aproximar de um limiar de grande transformação nesta área de conhecimento.
Começamos com a abordagem de sistemas complexos, no quais foi verificado que havia um evolução lenta nas áreas de biologia e inteligência artificial, com a utilização de métodos positivistas/reducionistas.

Ao longo dos estudos, começou-se a definir organismo, que são estruturas naturais complexas que não podem ser reproduzidas sinteticamente, e as máquinas, sistemas naturais que podem ser reproduzidos sinteticamente. Também foram definidas relações de modelagem, que tem como objetivo separar sistemas formais e naturais.

Então começamos a desenvolver a teoria autopoiética! Por que eu coloquei a imagem de um corpo humano? Ao ler sobre essa teoria, você irá entender melhor.

Teoria autopoiética, seria um estudo da circularidade essencial. Essa circularidade é uma características presente em todos os seres vivos, e tem como definição, a capacidade de se manter. Logo, autopoiese, seria a capacidade de auto manutenção e auto preservação. Vocês conseguem entender que isso se trata exatamente da forma como o corpo humano funcionado. Concorda?  Não? Bom, faz um teste... pega algo cortante e faça um corte no seu corpo e espere um tempo. Se surgiu uma cicatriz, temos então uma prova de conceito. Caso não tenha surgido, vá se consultar.

Essa teoria defende que o processo de cognição, dar-se-á através de uma circularidade essencial complexa, e isso passará a ser diferente dos outros modelos, pois agora iremos mudar do processo para o organismo.
Aí definimos organização como um conjunto de estruturas, nas quais diferentes e diversas estruturas formam uma organização.

Mas não vamos confundir sistemas autopoiéticos com sistemas autônomos. O primeiro, terá a capacidade de produzir seus próprios componentes e manter sua organização, já sistemas autônomos, apenas precisam produzir seus componentes.
Sistemas autônomos são fechados em sua organização, porque por mais que sua estrutura mude, ele irá manter sua organização. E a interação entre sistemas na teoria autopoiética, ocorre basicamente através de uma congruência estrutural.

Semiose

Definimos que semiótica é o estudo dos signos, e agora, vamos considerar a semiose como o estudo dos processos sígnicos. Esse processo pode ocorrer tanto em organismos vivos como não vivos, por exemplo, em dispositivos artificiais desenvolvidos pelo homem.

A idéia de signo é estudada desde o período greco-romano, sendo que Locke criou o termo semiótica ,as foi Poinsot quem sistematizou a idéia de signo. A idéia platônica de signo define que idéias podem estar tanto na mente como no mundo real. A forma de obter esssa idéia pode ser obtida tanto de forma estóica, ou seja, por indução, como por modo epicurista, onde o significado é o próprio objeto. Um pensador que contribuiu para a semiótica foi Santo Agostinho, que veio definir conceito de signo natural e convencional.

Na semiose, também existem problemas. Um deles seria o Problema dos Universais, que vai tratar do relacionamento entre signos para conceitos gerais, e algumas formas de interpretação foram desenvolvidas, como a interpretação exegética, que vem fazer um estudo inspirado na bíblia.

A doutrina das assinaturas é outra teoria da semiose, que vem mostrar que fenômenos da natureza podem ser identificados por códigos.

Só que ao longo dos anos, a idéia de signo foi sendo trabalhada, e Descartes introduziu algumas mudanças, como a definição de idéias inatas, que veio influenciar o racionalismo.

Sausurre

Ele foi um pensador que trouxe grandes contribuições para a semiótica, e veio acompanhado do iluminismo, que trouxe o conceito de iconicidade. Sausurre é considerado o pai da linguística moderna, no entanto, ele vem trazer um conceito mental de idéia e significante, e isso gerou muitas críticas. Por tratar mentalmente os conceitos semióticos, ele exclui o objeto de referência, já que este deriva do mundo real.

Um dos conceitos apresentados por ele são a arbitrariedade, na qual palavras podem ser escolhidas dentre milhares de outras possíveis e a convencionalidade, onde a escolha de palavras e termos é feita a partir de uma convenção linguística adotada pela maioria.

Outros termos criados por Saussure são: Langue, que seria a lei por trás da linguística e Parole, que seria a forma como a língua é falada. Também definiu a sincronia, na qual não necessita avaliar o contexto passado da mesma, e a diacronia, onde existe a necessidade de considerar a evolução histórica de uma frase.

Na linguística, também definimos as relações sintagmáticas, que vem tratar a linearidade de palavras, e as relações paradigmáticas, que buscam explorar as combinações e possibilidade de mudança em pontos da frase.

Um comparação a ser feita com outros linguistas, seria Hjelmslev, que faz uma abordagem linguistica e Saussure aborda tanto a linguística como a não linguística.

No contexto de outros pensadores linguisticos, temos o conceito de glossemática, que busca estudar o mundo real e objetivo, como ele realmente é, fazendo uma abordagem formalista.

Conteúdo/Expressão

A matéria de expressão e conteúdo são amorfas, pois não existem conexões entre elas. Esses conceitos começam a estar ligados com definição de substâncias e conteúdos. Uma metáfora que ilustra bem seria em relação a esculturas de barro. Na qual a areia seria a matéria, o modelo do balde seria a substância e o molde seria a forma.

E como a substância é um conjunto de relações de formas, então não existe substância sem forma. Já as figuras, seriam elementos sígnicos, onde figuras de expressão seriam fenômenos da língua, e figuras de conteúdo podem ser pleremas.

 Em relação ao plano de expressão e conteúdo, eles são homólogos por possuírem conteúdo, expressão e figuras.

Em se tratando de articulação de código, seria a divisão de níveis, onde a primeira seriam palavras e a segunda, seriam fonemas. No caso de um semáforo, seria um código sem articulações, pois o significado das cores não pode ser decomposto.

Mas existem também códigos sem a primeira mas com segunda articulação, na qual não é possível decompor em sistemas com significado (Ex. Código Morse), assim como os sistemas com a primeira mas sem segunda articulação, onde é possível decompor elementos, mas sem quebrá-los. E por fim, os códigos de dupla articulação, que podem ser decompostos em dois elementos com significados, por exemplo, as datas.

Semiótica e Pensadores

Na semiótica, existe o signo conotativo, na qual ele pode possuir inúmeros significados, por exemplo, um tom de voz. Uma forma de semiótica, a funcionalista, vem trazer o conceito de funcionalidade e utilidade, o que distingue de outras teorias semióticas.

Podemos definir alguns conceitos na semiótica linguística, como o Tema, que seria o contexto de uma oração e o Rema, que seria a informação trazida pela oração. A teoria das funções semióticas, também vem tratar da auto realização de um signo para um intérprete.

Existem os traços significativos, que são as diferenças de significados, e uma abordagem comum na língua portuguesa, e também utilizada na semiótica, são a metáfora, que aborda a linearidade entre palavras, e a metonímia, que vem tratar da contiguidade.

Um pensador chamado Jakobson, veio trazer o conceito de comunicação verbal, ilustrada abaixo:

E Derrida, veio trazer os conceitos:

difference - na qual o signo possui significação pela sua diferença.

differance - o signo possuirá diferença com traços de outros elementos.

Barthes, abordou os elementos ocultos em signos, criando a semiótica conotativa.

O pensador Greimas, veio trazer uma nova abordagem, fazendo o estudo do discurso. Definindo uma estrutura elementar de significação. Agora, podemos também o conceito de sema e semema.
Sememas seriam um conjunto de relações de semas, onde um sema nuclear seria a idéia principal do semema, e o sema contextual, seria o elemento semelhante entre sememas diferentes.

E Greimas, também vem apresentar o quadrado semiótica, que tem a função de estudar os níveis mais profundos de um texto, e a estrutura actancial, que seria um conjunto de relações em níveis sintáticos mais profundos. Ele também traz o conceito de isotopia, que seria a coerência em um texto, logo, um texto fácil de ler e conciso seria um texto isotópico.

Finalmente, vamos considerar Morris, um dos mais importantes pensadores semióticos modernos, que buscou simplificar os pensamentos de Pierce.

Morris define algo é um signo, apenas se for considerado um signo por algum intérprete. E passamos a considerar 3 dimensões da semiose:

• Sintática: interação entre um veículo e outro veículo.
• Sintaxe: Interação entre veículo e um designatum.
• Pragmática: Interação entre veículo e um interpretante.

Onde sintaxe, seria uma extensão da sintática, abrangendo outros níveis da linguística. Em relação aos objetos de interação, eles são definidos abaixo:

• Denotatum: é aquele que permite a conclusão da sequencia de uma resposta.
• Designatum: relacionado com o que algo está se referindo.
• Significatum: seria o que o denotatum executa.

Morris também vai definir significado e significância, onde significado é o que um objeto representa, e significância, seria o que o objeto representa para um intérprete. E nesse mesmo contexto, ele apresente o termo volição, relação com o impulso a ação e o valor, que seria o nível de satisfação com um determinado objetivo.

Em relação ao interpretante, Morris vem definir 3 dimensões:

• Designativa: relacionado com a análise de algo.
• Apraisiva: avaliando ao que se refere.
• Prescritiva: realizando um impulso a ação, baseada na análise.

Concluindo

Todo esse estudo, abordou um contexto ainda pouco explorado sobre o funcionamento da inteligência, e podemos ver que isso abre um novo horizonte para expandir esse campo de ciência com tanto potencial para crescimento, aplicabilidade e trazendo inovação para outras áreas de estudo.

Nós próximos posts, farei abordagens mais isoladas a respeito desse tema, mas a primeira parte da série Sistemas Inteligentes e Semiótica fica por aqui.


Finalmente

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