目标装配：一种可进化设计的形式化方法

在人工智能和生物技术时代，统一理解技术与生物学的需求至关重要，但目前仍显不足。一种关键的统一路径是可进化设计。本文提出了一种称为目标装配（goal assembly）的形式化方法，来统一可进化、类生物学设计的三个关键特征：(i) 将小型能力整合为更大能力的层次化集成；(ii) 表型相对于基因型的高度非均匀（幂律或对数正态分布）表示；(iii) 层次化模块的演化。为此，本文使层次化物理目标状态对应子结构的层次结构显式化，关注其跨尺度的组成。在特定情况下，较高层次的目标变量近似于相互作用的较低层次目标变量所能实现的联合目标状态。可进化性的机制包括跨尺度的目标状态梯度反向传播、针对备选目标状态的层次化决策，以及模块的结构性重组。在学习理论意义上，目标装配提出了在目标作为必要抽象概念出现的复杂度范畴内，自主工程系统的建构性归纳偏置。除探讨目标是什么以及如何实现外，目标装配还建议我们几乎可以独立地讨论目标的可组合性。