Elementy kognitywistyki III: Modele i architektury poznawcze

Elementy kognitywistyki III:
Modele i architektury poznawcze
Wykład III:
Psychologiczne modele
umysłu
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
Modele modularne - blokowe
...w psychologii:
1. Blokowe modele umysłu:
●
przepływ informacji w systemie poznawczym (umyśle)
●
struktura systemu poznawczego (bloki, moduły)
●
zasady ich wyróżniania
●
procesy charakterystyczne
Atkinson, Shiffrin (1968, 1971)
Model blokowy
Blokowy model Atkinsona i Shiffrina (1968)
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
empirycznymi (por. Pandemonium Selfridge, Neisser)
danymi
blok – zespół proc. p.i. o podobnym charakterze i zadaniach,
obsługujący wyróżnioną czynność poznawczą
z krytyki wyrosło podejście koneksjonistyczne
Pandemonium
Pandemonium
●
bodziec
●
mechanizmy rozpoznające proste cechy („demony cech”)
●
●
●
mechanizmy
kognitywne
aktywowane
mechanizm
decyzyjny)
podejmowania
przez
decyzji
zjawisko „mam to na końcu języka...”
demony
i
cech
rozpoznania
(demony
(demon
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
zanalizowanym sensorycznie i semantycznie sygnałem
ze
obieg pierwotny: dane odbierane na poziomie płytkim, poziom
głęboki, najgłębszy
obieg wtórny – włączane dane zakodowane w pamięci
Koncepcja poziomów przetwarzania
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)
Intermezzo: symbole i neurony
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)
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)
Modele sieciowe
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