Descripción de los Niveles de ConsScale

Nivel -1. Sin Cuerpo Definido (Disembodied)

Este es un nivel inicial de referencia que se corresponde con implementaciones muy simples que ni siquiera tienen una definición clara de las fronteras que separan el agente del entorno que lo rodea. En otras palabras, este nivel se refiere a implementaciones que no pueden ser consideradas como agentes y se pueden confundir fácilmente con el resto del entorno. Desde el punto de vista del desarrollo cognitivo propuesto en ConsScale, las entidades de nivel -1 podrían considerarse como “proto-agentes”. Aunque este nivel no se use de forma práctica en la evaluación de posibles implementaciones, su definición sirve para poner de manifiesto la importancia del cuerpo (B) como requisito básico para la descripción de un agente situado.
No hay habilidades cognitivas características de este nivel. Una analogía tomada del mundo biológico para los individuos de este nivel sería la consideración de un aminoácido como parte de una proteína.
El resto de la escala consiste en un conjunto de doce niveles (del 0 al 11, ambos inclusive), en la que los niveles más altos incluyen como parte de su propia definición a todos los niveles inferiores. Usando estos niveles, se puede caracterizar cualitativamente el desarrollo cognitivo de un agente artificial.

Nivel 0. Aislado (Isolated)

Al igual que el nivel -1, el nivel 0 es un nivel de referencia conceptual que permite resaltar la importancia de la interacción con el entorno (situatedness), cuya base se encuentra en la existencia de un cuerpo. En este nivel, aunque hay una clara distinción entre la propia implementación (su cuerpo) y el entorno, hay una falta total de procesamiento autónomo y no existen sistemas sensoriales ni motores. Por lo tanto, una entidad de nivel 0 consiste únicamente en un cuerpo inerte que no presenta ninguna funcionalidad ni interacción activa con el medio (excepto la inevitablemente provocada por las propiedades físicas de la entidad).
En este nivel tampoco hay habilidades cognitivas características. Un cromosoma aislado podría considerarse como una analogía válida para este nivel.

Nivel 1. Pre-funcional (Decontrolled)

Este nivel se refiere a aquellas implementaciones en las que los subsistemas correspondientes a sensores y actuadores están presentes, pero o bien no funcionan o no existe una relación funcional entre ellos. Como ni la adquisición de información ni la generación de acciones funcionan o no están relacionadas, todavía no se pueden definir habilidades cognitivas características a este nivel. Una bacteria muerta podría ser una analogía plausible tomada del mundo biológico.

Nivel 2. Reactivo (Reactive)

En este nivel, tanto los subsistemas de sensores como los actuadores son funcionales y están relacionados entre ellos mediante funciones predefinidas. El comportamiento de estos agentes está caracterizado por la producción de respuestas reactivas fijas en base a los datos de entrada capturados por los sensores. Por lo tanto, la única capacidad cognitiva característica de este nivel es la de un agente situado que responde al entorno siempre con los mismos reflejos. Una analogía biológica para este nivel podría ser un virus.
El nivel 2 de ConsScale se corresponde con un agente reactivo clásico que carece de memoria explícita y tampoco dispone de mecanismos de aprendizaje. Es a partir del nivel 2, cuando los agentes empiezan a utilizar el propio entorno que les rodea como medio para cerrar el bucle de retroalimentación entre la acción y la percepción. Por lo tanto, todos los agentes de nivel 2 o superior pueden considerarse agentes situados.

Aunque la escala se centra principalmente en la evaluación de agentes individuales, es importante destacar que incluso en el nivel 2 pueden existir procesos adicionales de aprendizaje y adaptación en el plano evolutivo (suponiendo que los agentes sean capaces de replicarse, mutar y evolucionar). Por ejemplo, aunque las reglas de control reactivas son fijas en un único individuo de nivel 2, podría aparecer un proceso de adaptación de las respuestas reactivas a lo largo de sucesivas generaciones en una población de agentes de nivel 2.

Nivel 3. Adaptativo (Adaptive)

A este nivel las acciones del agente se generan dinámicamente en función tanto de la memoria como de la información que se obtiene del entorno por medio de los sensores. Las habilidades cognitivas características de este nivel son la capacidad básica para aprender nuevos reflejos y el uso de sensores propioceptivos para la generación de comportamientos básicos como los de orientación y posicionamiento. La lombriz de tierra sería una analogía biológica ilustrativa para este nivel.

Un agente de nivel 3 se corresponde con la forma más simple de un agente deliberativo. En este nivel, el estado interno del agente se mantiene en un sistema de memoria. La coordinación sensoriomotora (R) se genera en función de la información percibida y la información recordada. En este nivel, también se considera la presencia de sensores propioceptivos, aunque esto por sí solo no es suficiente para generar autoconciencia. Los mecanismos de percepción propioceptiva permiten que parte del estado interno del agente forme parte de la entrada de la función de coordinación sensoriomotora. Los agentes de nivel 3 también tienen mecanismos de aprendizaje que les permiten descubrir nuevos comportamientos reactivos. Es decir, la respuesta a un determinado estado del entorno no es fija, sino que es una función de la información adquirida por S y el estado interno del agente (M). 
El nivel 3 también se puede ver como una evolución del nivel 2 en la que ha aparecido la capacidad de aprender nuevos reflejos.

Nivel 4. Atencional (Attentional)

A este nivel el comportamiento del agente está modulado por la influencia que ejerce un mecanismo de atención. La atención selecciona contenidos específicos del repertorio total de contenidos disponibles a través de los sensores y de la memoria. Además, los contenidos seleccionados se evalúan positiva o negativamente, constituyendo esto la semilla de las emociones. Las capacidades cognitivas típicas de un agente de nivel 4 permiten la producción de comportamientos de ataque y de escape (o de acercamiento y alejamiento). Los peces podrían constituir una analogía biológica para este nivel.

Gracias al mecanismo de atención los procesos de aprendizaje se pueden dirigir explícitamente hacia determinados objetos o sucesos. Además, los procesos de aprendizaje implícito, como la adquisición de nuevos reflejos (característica del nivel anterior), también se dan al mismo tiempo.
Los agentes de nivel 4 son capaces de dirigir la atención (usando el componente Att) a un subconjunto seleccionado de los contenidos percibidos del entorno (Ei), mientras que otras variables ambientales, que son adquiridas en S, no son procesadas explícitamente en R. Los objetos o sucesos seleccionados por el foco de atención son evaluados automáticamente en base a las metas del propio agente. Esto permite que las respuestas subsiguientes del agente hacia esos estímulos se adapten (este mecanismo se puede considerar la base para el desarrollo de las emociones).

Los agentes atencionales son capaces de desarrollar comportamientos dirigidos, como los de ataque o escape, y también son capaces de implementar mecanismos de aprendizaje por prueba y error. La habilidad de prestar atención hacia estímulos específicos permite la formación de comportamientos dirigidos. Por ejemplo, un agente puede desarrollar comportamientos claramente relacionados con objetivos específicos, como la persecución o la huída. Adicionalmente, los agentes de nivel 4 tienen mecanismos primitivos para las emociones ya que los objetos a los que se presta atención son evaluados elementalmente como positivos o negativos. Una emoción positiva desencadena un comportamiento de acercamiento o un vínculo hacia el objeto seleccionado. Por el contrario, una emoción negativa desencadena un comportamiento de alejamiento y refuerzo de las fronteras entre el agente y el objeto seleccionado. Adicionalmente, aparece en este nivel una nueva relación entre la memoria y las emociones. Como se ha demostrado con los organismos biológicos, las emociones influyen en gran medida en la selección de los contenidos que se almacenan en memoria. En resumen, un agente de nivel 4 puede considerarse una evolución de un agente de nivel 3 en el que ha aparecido la capacidad de atención.

Nivel 5. Ejecutivo (Executive)

Los agentes de este nivel son capaces de intercalar múltiples metas ya que son capaces de almacenar en memoria distintos conjuntos de trabajo. Las habilidades cognitivas características de este nivel son el cambio de contexto (habilidad para pasar de una tarea a otra) y el aprendizaje emocional básico. La capacidad de cambio de contexto implica que el agente puede suspender la realización de una tarea dada para retomarla más tarde, estableciendo prioridades entre todas las tareas pendientes. El agente puede perseguir múltiples metas, asignando más tiempo y esfuerzo a aquellas que reportan mayores beneficios emocionales. Los mamíferos cuadrúpedos son una analogía biológica ilustrativa para este nivel.

Un agente de nivel 5 se caracteriza por una capacidad de razonamiento más compleja y una representación más rica del estado interno que permite la implementación de mecanismos de cambio de contexto. La consecución de múltiples metas se consigue gracias a un mecanismo de coordinación que es capaz de mover el foco de atención de forma efectiva de una tarea a otra. Un agente de nivel 5 también está dotado de un mecanismo que permite evaluar el propio desempeño en la consecución de las metas pendientes. Se trata del mecanismo de auto-evaluación del propio estado (SsA), que puede ser identificado como las emociones.

La presencia de emociones asociadas a objetos, sucesos, y ahora también a las propias acciones del agente, permite el desarrollo de procesos de aprendizaje por refuerzo. Un agente de nivel 5 es aquel que exhibe capacidades de cambio de contexto y aprendizaje emocional básico (aprendizaje por refuerzo). Otras características de un agente ejecutivo son la capacidad de planificación avanzada y la aplicación de las emociones al cambio de contexto: el agente tiende a asignar más tiempo y esfuerzo a aquellas tareas que resultan más gratificantes para él. En resumen, un agente de nivel 5 se puede considerar como una evolución de un agente de nivel 4 en la que ha aparecido la capacidad de perseguir múltiples metas y intercalar la realización de múltiples tareas.

Nivel 6. Emocional (Emotional)

Este nivel se caracteriza por la capacidad de desarrollar el estadio 1 de la Teoría de la Mente o TdM: “Yo sé”. La TdM es la capacidad de atribuir estados mentales a uno mismo y a otros sujetos. En el nivel 6 de ConsScale los sentimientos aparecen como representaciones de los cambios que experimenta el organismo debido a las emociones. El sentido de “yo sé” aparece en el agente gracias a la representación de las relaciones existentes entre las emociones y los estados del organismo. La habilidad cognitiva característica del nivel 6 es la capacidad de aprendizaje emocional. El agente generaliza las lecciones aprendidas y las aplica a su comportamiento global. Además, las emociones se asignan también al propio yo y al proceso de auto-monitorización, produciendo una auto-evaluación continua que da lugar al “yo sé”. Los monos son una analogía biológica plausible para el nivel 6.

El nivel 6 es el primer nivel de la escala ConsScale en el que se puede considerar que un agente es hasta cierto punto consciente (pero no autoconsciente). La principal característica de este nivel es, como se ha mencionado anteriormente, el desarrollo del estadio 1 de la TdM. Aparecen las emociones complejas, que se construyen como combinaciones de las emociones básicas presentes en los niveles anteriores. Estas emociones no evalúan sólo estímulos externos o el propio estado interno, sino que se generan emociones de fondo que evalúan la relación del agente con su entorno.

Como en este nivel los agentes cuentan con una representación precisa de su estructura corporal y sus capacidades físicas, es más fácil establecer una separación entre el yo y el resto del mundo. Por ejemplo, un robot antropomórfico de nivel 6 actualizará su modelo del yo al descubrir la diferencia existente entre tocar con la mano un objeto extraño y tocar su propio cuerpo. En el segundo caso, se produce una notificación de los sensores de contacto de la zona del cuerpo que toca la mano al mismo tiempo que se ejecuta la acción. Esta capacidad permite establecer una distinción clara entre los objetos que se pueden controlar directamente (el propio cuerpo) y los que no.

La sensación correspondiente al “yo sé” aparece en el agente gracias a la representación que se genera de la respuesta del organismo a las emociones. Existe un modelo implícito del yo que permite asociar las emociones con el desempeño del propio agente. Usando estas representaciones el agente es capaz de generalizar en sus procesos de aprendizaje. Mientras que un agente de nivel 5 sólo aprende las reglas específicas de una tarea y adaptar su comportamiento consecuentemente, un agente de nivel 6 es capaz de usar las emociones complejas para aprender lecciones básicas que se pueden generalizar a todo su comportamiento, independientemente de la tarea que se realice (generalización de lecciones aprendidas). Por ejemplo, desarrollar un miedo a manejar cargas de más de 500 kilogramos podría hacer que un hipotético robot de carga de nivel 6 evitase tanto las tareas conocidas como nuevas tareas que involucren el levantamiento y transporte de ese tipo de cargas. Es decir, el agente habría aprendido la lección de que en general (él) no es capaz de manejar cargas tan pesadas.

Nivel 7. Autoconsciente (Self-Conscious)

La autoconciencia se adquiere cuando el agente es capaz de desarrollar el estadio 2 de desarrollo de la TdM: “yo sé que yo sé”. La presencia de un modelo explícito del yo en el agente hace posible el auto-reconocimiento. De hecho, los mecanismos de aprendizaje ahora pueden operar en el dominio del propio futuro anticipado. El agente puede planear acerca de sí mismo (ya que el propio agente puede ser parte del plan) y luego aprender si el plan fue eficiente para él o no. Aprender a usar herramientas es una capacidad cognitiva característica de este nivel, ya que ser actor en el plan es un factor clave para el uso de herramientas. Los humanos de 18 meses de edad son una analogía biológica plausible para este nivel.

El nivel 7 de ConsScale se corresponde con la aparición de la autoconciencia. En este nivel el agente es capaz de desarrollar pensamientos de orden superior, es decir, pensamientos sobre pensamientos, y más específicamente pensamientos sobre uno mismo. Consecuentemente, los agentes de nivel 7 se encuentran en el estadio 2 del desarrollo de la TdM: “yo sé que yo sé”. Esto requiere la presencia de un modelo explícito del yo, que a su vez permite la planificación avanzada incluyendo al propio yo en los planes.

En el nivel 7 los mecanismos de aprendizaje operan también en el dominio del futuro anticipado. El agente puede realizar planes sobre sí mismo, y después de ejecutarlos, evaluar si el plan confeccionado fue beneficioso para el agente o no. Es más, un agente de nivel 7 tiene capacidad de imaginación. Es decir, puede planificar en base a los resultados de simulaciones internas, que son capaces de predecir los resultados de las posibles acciones del agente.

Al existir un símbolo explícito para el yo, el agente de nivel 7 es capaz de reconocerse a sí mismo. Por lo tanto, el test de comportamiento característico para este nivel sería la prueba del espejo (ver Apartado 2.3.2). El comportamiento de los agentes de este nivel también se caracteriza por la capacidad de usar herramientas.

Nivel 8. Empático (Empathic)

La intersubjetividad es la característica principal de este nivel, en el que el agente no sólo está dotado de un modelo interno mejorado que incluye el yo, sino que también tiene la habilidad de modelar a otros como yos intencionales. El desarrollo del estadio 3 de TdM, “yo sé que tú sabes”, hace posible los comportamientos sociales. Los chimpancés son una analogía biológica ilustrativa para este nivel.

En el nivel 8 las representaciones internas del agente se enriquecen al contemplarse la intersubjetividad. Además del modelo del yo, característico del nivel anterior, el individuo mantiene de forma análoga modelos actualizados de otros individuos (otros). Es decir, el agente asigna a otros individuos un modelo de subjetividad (se aplica un modelo del yo también a otros individuos). Esta capacidad es la base de la interacción social compleja.

Tanto la intersubjetividad como la capacidad de mantener un esquema corporal actualizado (la cual estaba presente ya en el nivel 6 de ConsScale), son necesarias para el aprendizaje del uso de herramientas mediante imitación e incluso para la fabricación de nuevas herramientas.
Los agentes de nivel 8 también se caracterizan por ser capaces de colaborar con otros agentes en la persecución de una meta común. Este tipo de agentes pueden desarrollar planes que tienen en cuenta la dimensión social. Es decir, la relación existente entre el modelo del yo y los modelos de otros individuos subjetivos. La necesidad de estas habilidades cognitivas se ha puesto de manifiesto en el diseño de agentes BDI que sean capaces de colaborar entre ellos y/o con humanos.

Nivel 9. Social (Social)

En este nivel el modelo interno de otros yos se perfecciona gracias al desarrollo total de la capacidad de TdM, “yo sé que tú sabes que yo sé”. Esto significa que el comportamiento característico de este nivel viene definido por el desarrollo de estrategias Maquiavélicas sofisticadas (o inteligencia social), entre las que se incluyen comportamientos sociales como la mentira, la astucia o el liderazgo. Además, los agentes de nivel 9 cuentan con capacidades lingüísticas y comunicación precisa. Los agentes de este nivel serían capaces de desarrollar una cultura propia. Los humanos de 4 años de edad son la analogía biológica para este nivel.

En el nivel 9, la TdM está totalmente desarrollada, por lo tanto los agentes están fuertemente influidos por su entorno social. Además, el desarrollo de una cultura proporciona nuevas posibilidades de aprendizaje. Un agente social A (en términos de la escala ConsScale) sería consciente de que otro agente B podría conocer las creencias, los deseos y las intenciones de A. Este tipo de agentes también se caracterizan por sus capacidades avanzadas de comunicación, que junto con el desarrollo de la TdM, les hace capaces de, por ejemplo, contar mentiras intencionadamente. Existen modelos matemáticos de la dinámica de la inteligencia Maquiavélica que se podrían usar potencialmente para descubrir este tipo de comportamientos en agentes artificiales.

Nivel 10. Androide (Human-Like)

Tal y como indica el nombre de este nivel, la analogía biológica correspondiente es el ser humano adulto. Las características de este nivel son la capacidad para formar una cultura compleja y la comunicación verbal precisa. Esto implica la capacidad de uso de herramientas externas complejas para el aprendizaje. La fluidez entre la inteligencia social y la inteligencia técnica permite la extensión del conocimiento usando medios externos (como la comunicación escrita). Los avances tecnológicos son posibles en este nivel. Los agentes de nivel 10, al igual que los humanos, son capaces de modificar su entorno de forma extrema.

El nivel 10 representa a la clase de agentes dotados con un nivel de conciencia equiparable al humano. Esto implica que los grupos de este tipo de agentes pueden formar una cultura compleja o formar parte de la cultura humana. El Test de Turing, en cualquiera de sus formas o variantes, es una prueba obvia para los agentes de este nivel.

Nivel 11. Super-Consciente (Super-Conscious)

Este último nivel está caracterizado por la habilidad de sincronizar y coordinar varios flujos de conciencia en el mismo yo físico. No hay ejemplos conocidos de esta habilidad en el mundo biológico.

Un agente super-consciente es aquel capaz de manejar internamente varios flujos de conciencia, coordinando al mismo tiempo un único cuerpo y su correspondiente sistema de atención concurrente. Los agentes de este tipo requieren un mecanismo de coordinación entre los distintos flujos de conciencia y un mecanismo de acceso sincronizado a los recursos físicos. Un agente de este tipo sería capaz, por ejemplo, de mantener varias conversaciones conscientes simultáneas utilizando diferentes líneas de comunicación. Además, podría usar la información obtenida de una conversación en cualquiera de las otras de forma prácticamente inmediata.