Ba cách nhìn dưới đây xuất hiện theo thứ tự thời gian nhưng không thay thế nhau hoàn toàn. Mỗi cách sinh ra một kiểu hệ thống, và các kiểu đó vẫn cùng tồn tại trong kỹ thuật hiện nay.
Trường phái một: chỉ nhìn hành vi
Lập trường: chỉ nên nghiên cứu những gì quan sát được. Trạng thái bên trong không kiểm chứng được nên để ngoài.
Đơn vị phân tích là quan hệ giữa kích thích và phản ứng, cùng với việc phản ứng được củng cố hay không.
Ưu điểm rất lớn ở thời điểm đó: nó đưa nghiên cứu về nền thực nghiệm chặt chẽ, đo được và tái lập được.
Nhược điểm cũng rõ: nhiều hiện tượng — ngôn ngữ, lập kế hoạch, tưởng tượng — khó giải thích nếu không nói gì về cấu trúc bên trong.
Trong kỹ thuật, tinh thần này còn sống trong các hệ thống được thiết kế và đánh giá thuần theo hành vi vào ra, không quan tâm cơ chế. Nhiều hệ thống học từ dữ liệu hiện nay, xét về cách đánh giá, khá gần với tinh thần đó.
Trường phái hai: nhận thức là tính toán
Lập trường: bên trong có các biểu diễn, và tư duy là thao tác trên các biểu diễn đó theo quy tắc.
Đây là khung đã sinh ra phần lớn khoa học máy tính và trí tuệ nhân tạo giai đoạn đầu, và ảnh hưởng của nó vẫn rất lớn.
Ưu điểm: giải thích được các hiện tượng bậc cao, cho phép xây dựng hệ thống theo mô đun, và làm cho tư duy trở thành thứ mô hình hoá được.
Nhược điểm lộ ra ở các bài toán liên quan tới thế giới thật: mô hình luôn thiếu, việc lập luận trên mô hình đầy đủ quá chậm, và các ký hiệu không nối được với thế giới.
Trong kỹ thuật, đây là tinh thần của các hệ thống dựa trên biểu diễn tường minh: bản đồ, mô hình vật lý, cây quyết định, lập kế hoạch tường minh.
Trường phái ba: nhận thức là hiện thân
Lập trường: nhận thức nảy sinh từ tương tác giữa cơ thể và môi trường, và không quy về thao tác biểu diễn nội tại.
Nó không quay lại chủ nghĩa hành vi vì nó chấp nhận có cấu trúc bên trong; nhưng nó khác cách tiếp cận tính toán ở chỗ coi cấu trúc đó gắn với hành động chứ không phải là bản sao trung lập của thế giới.
Ưu điểm: giải thích tốt các hiện tượng liên quan tới hành động và tri giác, và trong robot nó sinh ra các kiến trúc hoạt động tốt hơn trong môi trường thật.
Nhược điểm: các phiên bản mạnh khó kiểm chứng, và khung này giải thích kém hơn với các năng lực trừu tượng như toán học.
Trong kỹ thuật, đây là tinh thần của kiến trúc phản ứng, của tri giác chủ động, và của việc để cấu trúc vật lý gánh bớt bài toán.
Ba khung sinh ra ba kiểu hệ thống
Điều hữu ích nhất là nhận ra mỗi khung dẫn tới một kiểu thiết kế khác nhau khi gặp cùng một bài toán.
Với bài toán robot đi qua một căn phòng.
Theo hành vi: học một ánh xạ trực tiếp từ tín hiệu cảm biến sang lệnh động cơ, không quan tâm bên trong ra sao.
Theo tính toán: dựng bản đồ căn phòng, lập kế hoạch đường đi trên bản đồ, thực thi kế hoạch.
Theo hiện thân: các hành vi đơn giản chạy song song — tránh vật, đi tới, men theo tường — và đường đi nảy sinh từ tương tác của chúng với căn phòng.
Cả ba đều cho robot đi qua được phòng, nhưng chúng hỏng theo những cách khác nhau và mở rộng theo những hướng khác nhau.
Chọn khung nào cho công việc
Câu trả lời thực dụng: không chọn một, mà biết mình đang dùng cái nào ở tầng nào.
Hệ thống robot hiện đại điển hình dùng cả ba. Tầng phản ứng nhanh theo tinh thần hiện thân. Tầng lập kế hoạch nhiệm vụ theo tinh thần tính toán. Tầng nhận biết học từ dữ liệu, đánh giá theo hành vi vào ra.
Giá trị của việc biết ba khung không phải để chọn phe mà để nhận ra khi mình đang áp sai khung cho một tầng.
Ví dụ: cố dựng mô hình đầy đủ cho tầng phản ứng nhanh là áp khung tính toán vào chỗ không hợp. Ngược lại, dùng một mô hình học từ dữ liệu cho tầng an toàn là bỏ mất khả năng kiểm chứng mà khung tính toán mang lại.
Nhìn theo cách này, ba trường phái không phải ba câu trả lời cạnh tranh cho cùng một câu hỏi, mà là ba công cụ phù hợp với ba loại bài toán khác nhau.
Câu hỏi thường gặp
Chủ nghĩa hành vi còn ảnh hưởng tới kỹ thuật hiện nay không?
Có, trong tinh thần đánh giá hệ thống thuần theo hành vi vào ra mà không quan tâm cơ chế bên trong. Nhiều hệ thống học từ dữ liệu được xây dựng và đánh giá theo cách khá gần với tinh thần đó.
Cách tiếp cận tính toán thất bại ở đâu?
Ở các bài toán liên quan tới thế giới thật: mô hình luôn thiếu và nhanh lỗi thời, việc lập luận trên mô hình đầy đủ quá chậm cho thời gian thực, và các ký hiệu không tự nối được với thế giới.
Cách tiếp cận hiện thân có phải quay lại chủ nghĩa hành vi không?
Không, vì nó chấp nhận có cấu trúc bên trong. Khác biệt với cách tiếp cận tính toán là ở chỗ nó coi cấu trúc đó gắn với hành động chứ không phải là bản sao trung lập của thế giới.
Nên chọn khung nào khi thiết kế hệ thống?
Không chọn một mà nhận ra mình đang dùng khung nào ở tầng nào. Hệ thống hiện đại điển hình dùng cả ba ở ba tầng khác nhau, và lỗi thường gặp là áp sai khung cho một tầng.
Đọc thêm trong Học từ tương tác và Nhận thức qua cơ thể.
