Пси-теория - Psi-theory

Пси-теория, разработан Дитрих Дёрнер на Бамбергский университет, является системной психологической теорией, охватывающей регуляцию человеческих действий, выбор намерений и эмоции.[1][2] Он моделирует человеческий разум как агент обработки информации, управляемый набором основных физиологических, социальных и когнитивных побуждений. Эти побуждения направляют и модулируют перцептивную и когнитивную обработку, которые позволяют автономно устанавливать и преследовать цели в открытой среде.

Наряду с мотивационной и эмоциональной системой пси-теория предлагает нейросимвольную модель представления, которая кодирует семантические отношения в иерархической структуре. распространение сети активации. Представления основаны на датчиках и исполнительных механизмах и получены путем автономного исследования.

Основные предположения

Концепции пси-теории можно свести к набору основных предположений.[3] Пси-теория описывает когнитивную систему как структуру, состоящую из отношений и зависимостей, которая предназначена для поддержания гомеостатический баланс перед лицом динамической среды.

Представление

Пси-теория предлагает иерархические сети узлов как универсальный способ представления для декларативный, процедурный и неявное знание. Эти узлы могут кодировать локальные и распределенные представления. Активность системы моделируется с использованием модулированного и направленного распространения активации в этих сетях.

Планы, эпизоды, ситуации и объекты описываются семантическая сеть формализм, основанный на фиксированном количестве предопределенных типов ссылок, которые, в частности, кодируют причинный / последовательный порядок, и партономный иерархии (теория определяет четыре основных типа ссылок). Специальные узлы (представляющие нейронные цепи) контролируют распространение активации и формирование временных или постоянных ассоциаций и их диссоциации.

Как работает эпизодическая память.

объем памяти

В любой момент пси-агент обладает моделью мира (образ ситуации). Это экстраполируется в разветвление горизонт ожидания (состоящий из ожидаемых разработок и действующих планов). В дополнение рабочая память также содержит гипотетическая модель мира который используется для сравнений во время распознавания и для планирования.

Образ ситуации постепенно переходит в эпизодическая память (протокол). Путем избирательного распада и подкрепление, части этой долговременной памяти обеспечивают автоматизированные поведенческие процедуры и элементы планов (процедурная память ).

Атомы планов и последовательностей поведения тройняшки описания ситуации (частичного, иерархического), формирования условия, оператора (иерархического описания действия) и ожидаемого результата операции в качестве другого (частичного, иерархического) описания ситуации. Описания объектов (в основном декларативные) также являются частью долговременной памяти и являются продуктом процессов восприятия и аффордансов. Ситуации и операторы долговременной памяти могут быть связаны с мотивационной релевантностью, которая играет важную роль в поиске и подкреплении. Операции над содержанием памяти подвержены эмоциональной модуляции.

Восприятие

Восприятие основано на концептуальные гипотезы, которые направляют распознавание предметов, ситуаций и эпизодов. Восприятие, основанное на гипотезах («HyPercept»), понимается как восходящее (управляемое данными и контекстно-зависимое) указание гипотез, которое чередуется с проверкой сверху вниз. Получение схематических иерархических описаний и их постепенная адаптация и пересмотр можно описать как ассимиляция и размещение.

Восприятие, основанное на гипотезах, - это универсальный принцип, применимый к зрительному восприятию, слуховому восприятию, интерпретации дискурса и даже интерпретации памяти. Восприятие подвержено эмоциональной модуляции.

Диски

Деятельность системы направлена ​​на удовлетворение конечного набора первичных, заранее определенных побуждений (или побуждений). Все цели - это ситуации, которые связаны (посредством обучения) с удовлетворением побуждения, или ситуации, которые способствуют достижению такой ситуации (это также включает абстрактное решение проблем, эстетику, поддержание социальных отношений и альтруистическое поведение). Эти побуждения отражают требования системы: несоответствие между целевым значением спроса и текущим значением приводит к сигналу побуждения, который пропорционален отклонению и который может вызвать мотив.

Есть три категории дисков:

  1. Физиологические побуждения (например, еда, вода, поддержание физической целостности), которые уменьшаются за счет потребления соответствующих ресурсов и усиливаются метаболическими процессами системы или причиняют ущерб (целостность).
  2. Социальные побуждения (принадлежность). Спрос на принадлежность - это индивидуальная переменная, которая корректируется на ранних этапах работы. Его необходимо регулярно удовлетворять внешние сигналы легитимности (предоставляется другими агентами в качестве сигнала принятия и / или удовлетворения) или внутренние сигналы легитимности (создан выполнением социальных норм). Это усугубляется социальным разочарованием (сигналы против легитимности) или же умоляющие сигналы (требования других агентов о помощи, которые создают как страдание из-за разочарования в связи с побуждением, так и обещание удовлетворения).
  3. Когнитивные влечения (уменьшение неопределенности, и компетентность). Снижение неопределенности поддерживается путем исследования и разочарования из-за несоответствия ожиданиям и / или неудач в создании ожиданий. Компетенция состоит из компетенция по конкретной задаче (и может быть получено путем исследования предметной области) и общая компетентность (который измеряет способность выполнять требования в целом). Стремление к компетентности расстраивается из-за фактических и ожидаемых неудач в достижении цели. Когнитивные влечения подвержены индивидуальной изменчивости и требуют регулярного удовлетворения.

Изменения в системных требованиях отражаются в «сигнале удовольствия» или «бедствия», который используется как для обучение с подкреплением ассоциаций между требованиями и целями, а также эпизодическими последовательностями и сценариями поведения, ведущими к этим целям.

Когнитивная модуляция и эмоции

Когнитивная обработка зависит от глобальных модуляционных параметров, которые адаптируют когнитивные ресурсы системы к окружающей и внутренней ситуации. Эти модуляторы контролируют поведенческие тенденции (готовность к действию через общую активацию или возбуждение), стабильность активного поведения / выбранных целей (порог выбора), скорость ориентационного поведения (частота выборки или порог обеспечения), а также ширину и глубину распространения активации при обработке восприятия. , извлечение памяти и планирование (уровень активации и разрешения). Эффект и диапазон значений модулятора зависят от индивидуальных особенностей.

Эмоция понимается не как независимая подсистема, модуль или набор параметров, а как внутренний аспект познания. Эмоция - это возникающее свойство модуляции восприятия, поведения и когнитивной обработки, и поэтому ее нельзя понять вне контекста познания. Для моделирования эмоций нам нужна когнитивная система, которую можно модулировать, чтобы адаптировать использование ресурсов обработки и поведенческих тенденций.

В пси-теории эмоции интерпретируются как конфигурационная установка когнитивных модуляторов наряду с измерением удовольствия / дистресса и оценкой когнитивных побуждений. Феноменологические качества эмоций обусловлены влиянием модулирующих настроек на восприятие и когнитивное функционирование (т. Е. Восприятие дает различные представления о памяти, себе и окружающей среде в зависимости от модуляции), а также переживанием сопутствующих физических ощущений, которые возникают в результате воздействия. конкретных настроек модулятора на физиологию системы (например, путем изменения мышечного напряжения, функций пищеварения, артериального давления и т. д.). Переживание эмоции как таковой (т.е. как наличие эмоции) требует рефлексивных способностей. Модуляция - необходимое, но не достаточное условие для переживания ее как эмоции.

Мотивация

Мотивы - это сочетание побуждений и цели. Цели представлены ситуацией, которая позволяет удовлетворить соответствующее побуждение. Одновременно может быть активным несколько мотивов, но только один выбирается, чтобы определить выбор поведения агента. Выбор доминирующего мотива зависит от ожидаемой вероятности удовлетворения связанного побуждения и силы сигнала побуждения. (Это также означает, что агент может оппортунистически удовлетворить другое побуждение, если ему будет предоставлена ​​такая возможность.)

Устойчивость доминирующего мотива к другим активным мотивам регулируется с помощью порог выбора параметр, который зависит от срочности спроса и индивидуальной дисперсии.

Учусь

Восприятие обучения включает ассимиляцию / приспособление новых / существующих схем восприятием, основанным на гипотезах. Процедурное обучение зависит от подкрепления ассоциаций действий и предпосылок (ситуаций, допускающих эти действия) с аппетитными или отталкивающими целями, которые запускаются сигналами удовольствия и бедствия. Абстракции могут быть изучены путем оценки и реорганизации эпизодических и декларативных описаний для обобщения и заполнения недостающих интерпретаций (это облегчает организацию знаний в соответствии с концептуальными рамками и сценариями).

Последовательности поведения и репрезентации объекта / ситуации усиливаются при использовании. Неявное знание (особенно сенсорно-моторные способности) могут быть приобретены путем нейронного обучения.

Неиспользуемые ассоциации распадаются, если их сила ниже определенного порога: важные знания не могут быть забыты, а ложные ассоциации имеют тенденцию исчезать.

Решение проблем

Решение проблем направлен на поиск пути между данной ситуацией и целевой ситуацией, на завершение или реорганизацию ментальных репрезентаций (например, идентификацию отношений между ситуациями или отсутствующих характеристик в ситуационном фрейме) или служит исследовательской цели.

Решение проблем организовано поэтапно: если немедленного ответа на проблему не найдено, система сначала пытается прибегнуть к поведенческой рутине (автоматизм), а если это не удается, она пытается составить план. Если планирование не удается, система прибегает к исследованию (или переключается на другой мотив). Решение проблем зависит от контекста (контекстная прайминг обслуживается ассоциативной предварительной активацией ментального содержания) и подвержена модуляции.

Стратегии, которые включают решение проблем, скупы. Их можно осмыслить и реорганизовать в соответствии с обучением и опытом. Многие передовые стратегии решения проблем невозможно адекватно смоделировать без допущения лингвистических способностей.

Язык и сознание

Язык следует объяснять как синтаксически организованные символы, обозначающие концептуальные представления, и поэтому модель языка начинается с модели ментального представления. Язык расширяет познание, предоставляя категориальную организацию понятий и помогая метапознанию. (Познание не интерпретируется пси-теорией как расширение языка.)

Понимание дискурса может быть смоделировано на принципах основанного на гипотезах восприятия и ассимиляции / аккомодации схематических представлений. Сознание связано с абстракцией концепции «я» над переживаниями и протоколами системы и интеграцией этой концепции с чувственным опытом; между сознательным опытом и вычислительной моделью познания нет объяснительного разрыва.

Оценка

Оценить пси-теорию в экспериментальной парадигме сложно, не в последнюю очередь из-за множества свободных переменных, которые она устанавливает. Предсказания и предложения пси-теории в основном качественные. Когда делаются количественные утверждения, например, о скорости распада ассоциаций в эпизодической памяти, ширине и глубине распространения активации во время восстановления памяти, эти утверждения редко подтверждаются экспериментальными данными; они представляют собой специальные решения инженерных требований, поставленных разработкой средства решения проблем и обучения.

Частичным исключением из этого правила является эмоциональная модель, которая была протестирована как набор экспериментов по компьютерному моделированию. Несмотря на то, что он содержит множество свободных переменных, которые определяют настройки параметров модулятора и реакцию на двигательное давление, он может быть адаптирован к людям в поведенческих экспериментах и, таким образом, продемонстрировать аналогичную производительность в экспериментальных условиях, как и разные типы личности.[2][4][5] Набор параметров также может быть адаптирован к окружающей среде путем эволюционного моделирования; свободные параметры эмоционально-мотивационной модели позволяют воспроизвести личностные различия.[6]

Пси-теорию также можно интерпретировать как спецификацию когнитивной архитектуры.

Архитектура MicroPsi

MicroPsi это когнитивная архитектура, построенная Йоша Бах на Берлинский университет имени Гумбольдта и Институт когнитивных наук Оснабрюкский университет.[7][8] MicroPsi расширяет представления Psi-теории с помощью таксономии, наследование и лингвистическая маркировка; Распространяющиеся сети активации MicroPsi позволяют нейронное обучение, планирование и ассоциативный поиск.

Первое поколение MicroPsi (2003–2009) реализовано в Ява, и включает в себя структуру для редактирования и моделирования программные агенты используя распространяющиеся сети активации, и графический движок для визуализации. MicroPsi также использовался в качестве архитектуры управления роботами.[9]

MicroPsi 2 это новая реализация MicroPsi, написанная на Python, и в настоящее время[когда? ] используется как инструмент для представления знаний.[10]

OpenCog

В OpenCog когнитивная архитектура включает простую реализацию пси-теории, получившую название OpenPsi. Он включает интерфейсы для Hanson Robotics роботы для моделирования эмоций.

Литература

  • Дитрих Дёрнер: Bauplan für eine Seele. Ровольт, 1999 г., ISBN  978-3-498-012885 (на немецком).
  • Дитрих Дёрнер, Кристина Бартл, Франк Детье, Юрген Гердес, Дороти Халкур, Харальд Шауб, Ульрике Старкер: Die Mechanik des Seelenwagens. Eine Neuronale Theorie der Handlungsregulation. Верлаг Ганс Хубер, 2002 г., ISBN  3-456-83814-X (на немецком).
  • Дитрих Дёрнер и К. Доминик Гюсс, (2013). PSI: вычислительная архитектура познания, мотивации и эмоций. Обзор общей психологии, 17, 297–317.
  • Йоша Бах: Принципы синтетического интеллекта. PSI: Архитектура мотивированного познания. Издательство Оксфордского университета, 2009 г., ISBN  978-0-195-370676.

Рекомендации

  1. ^ Дёрнер, Д. (1999): Bauplan für eine Seele. Рейнбек: Ровольт
  2. ^ а б Дёрнер, Д., Бартл, К., Детье, Ф., Гердес, Дж., Халкур, Д., Шауб, Х., Старкер, У. (2002): Die Mechanik des Seelenwagens. Eine Neuronale Theorie der Handlungsregulation. Берн, Геттинген, Торонто, Сиэтл: Verlag Hans Huber
  3. ^ Бах, Дж. (2009). Принципы синтетического интеллекта. PSI: Архитектура мотивированного познания. Oxford University Press, 303-312
  4. ^ Детье, Ф. (2000): Сравнение PSI-теории с поведением человека в сложной задаче. В Н. Таатген и Дж. Аасман (ред.), Труды Третьей Международной конференции по когнитивному моделированию. 86-93. KS Veenendaal: Универсальный пресс
  5. ^ Дёрнер, Д. (2003): Математика эмоций. Материалы Международной конференции по когнитивному моделированию ICCM-5, Бамберг, Германия
  6. ^ Дёрнер, Д., Гердес, Дж. (2005): Мышиная война и мир. Opwis., K. (ed.): Proceedings of KogWis 2005, Базель
  7. ^ Бах, Дж. (2003): Архитектура агента MicroPsi. В материалах Международной конференции по когнитивному моделированию ICCM-5, Бамберг, Германия: 15-20
  8. ^ Бах, Дж., Вюйне, Р. (2003): Разработка агентов с помощью сетей узлов MicroPsi. В трудах KI 2003, Ежегодная немецкая конференция по ИИ. LNAI 2821, Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. 164–178
  9. ^ Бах, Дж. (2006): MicroPsi: набор инструментов когнитивного моделирования для совершеннолетия. В материалах 7-й Международной конференции по когнитивному моделированию: 20-25
  10. ^ Бах, Дж. (2012). MicroPsi 2: следующее поколение платформы MicroPsi. Труды Пятой конференции по общему искусственному интеллекту (AGI 2012), Оксфорд, Великобритания: 11–20

внешняя ссылка