Elementy kognitywistyki III: Modele i architektury poznawcze

Transkrypt

1 Elementy kognitywistyki III: Modele i architektury poznawcze Wykład III: Psychologiczne modele umysłu

2 Gwoli przypomnienia: Kroki w modelowaniu kognitywnym: teoretyczne ramy pojęciowe (modele pojęciowe) przeformułowanie założeń w precyzyjnym języku dodatkowe założenia szacowanie parametrów na podstawie danych empirycznych porównywanie przewidywań konkurujących modeli

3 ...w psychologii: Modele modularne - blokowe 1. Blokowe modele umysłu: przepływ informacji w systemie poznawczym (umyśle) struktura systemu poznawczego (bloki, moduły) zasady ich wyróżniania procesy charakterystyczne Atkinson, Shiffrin (1968, 1971)

4 Model blokowy Blokowy model Atkinsona i Shiffrina (1968)

5 Model blokowy zapoczątkował nowe podejście w psychologii poznawczej oparty na badaniach nad pamięcią (np. G Sperling pamięć ikoniczna) informacja przetwarzana sekwencyjnie i oddolnie (bottom-up) nast. po sobie etapy, realizowane w kolejnych blokach procesów przetwarzania informacji sekwencyjność działania sprzeczna z licznymi danymi empirycznymi (por. Pandemonium Selfridge, Neisser) blok zespół proc. p.i. o podobnym charakterze i zadaniach, obsługujący wyróżnioną czynność poznawczą z krytyki wyrosło podejście koneksjonistyczne

6 Pandemonium

7 Pandemonium bodziec mechanizmy rozpoznające proste cechy ( demony cech ) mechanizmy aktywowane przez demony cech (demony kognitywne mechanizm podejmowania decyzji i rozpoznania (demon decyzyjny) zjawisko mam to na końcu języka...

8 Koncepcja poziomów przetwarzania Craik, Lockhart (1972) jako ramy teoretyczne badań nad pamięcią każda informacja przetwarzana jest przez te same struktury, ale na różnym poziomie głębokości głębokość - liczba, złożoność operacji poziom płytki sensoryczna analiza danych poziom głęboki semantyczna analiza odbieranego sygnału poziom trzeci (najgłębszy) aktywizacja skojarzeń ze zanalizowanym sensorycznie i semantycznie sygnałem obieg pierwotny: dane odbierane na poziomie płytkim, poziom głęboki, najgłębszy obieg wtórny włączane dane zakodowane w pamięci

9 Koncepcja poziomów przetwarzania

10 Koncepcja poziomów przetwarzania Model jednolity, zakłada oddolny charakter przetwarzania dwa źródła informacji podlegających przetwarzaniu wejście do systemu na dowolnym poziomie wnioski: efektywność pracy systemu zależy od głębokości przetworzenia informacji podatność na zakłócenia i zapominanie zależna od głębokości przetwarzania o wyborze poziomu przetwarzania decydują czynniki zewnętrzne (rodzaj zadania) lub wewnętrzne (wymagania przyjęte przez sam system poznawczy)

11 Intermezzo: symbole i neurony

12 Intermezzo: symbole i neurony Poznanie: mentalna manipulacja mentalnych reprezentacji świata; modelujemy manipulacje symbolami Operacje obliczeniowe Reprezentacje symboliczne Poznanie: propagacja pobudzeń w sieciach prostych jednostek; modelujemy aktywacje jednostek i architektury sieci neuronowych Operacje obliczeniowe Reprezentacje sieciowe (lokalne/rozproszone)

13 Modele sieciowe McClelland, Rumelhart, grupa badawcza PDP (Parallel Distributed Processing) Założenia: przetwarzanie odbywa się dzięki aktywności licznych, prostych jednostek tworzą one sieć, której węzły (tj. jednostki) aktywizują się nie sekwencyjne, ale równocześnie model ma symulować pracę mózgu architektura sieci neuronowych: neuronowa warstwa wejściowa, wyjściowa i ukryte (pośredniczące)

14 Modele sieciowe

15 Modele sieciowe od warstwy wejściowej, do efektorów sterowanych warstwą wejściową badacz dostarcza informacji zwrotnej uaktywnienie jednostki zależy od sumy wartości pobudzeń (wartość progowa) skuteczność przekazu zależy od wagi połączeń między neuronami operuje strukturami subsymbolicznymi działanie chaotyczne informacje zwrotne uczenie się usuwanie fragmentów wyuczonej sieci symulacja pacjentów z uszkodzeniami mózgu