Воплощенное познание - Embodied cognition

Воплощенное познание - это теория, согласно которой многие особенности познания , будь то человеческое или иное, формируются аспектами всего тела организма. Особенности познания включают умственные конструкции высокого уровня (такие как концепции и категории ) и выполнение различных когнитивных задач (таких как рассуждение или суждение). Аспекты тела включают двигательную систему , систему восприятия , телесные взаимодействия с окружающей средой ( расположение ) и предположения о мире, которые встроены в структуру организма.

Тезис о воплощенном разуме бросает вызов другим теориям, таким как когнитивизм , вычислительный подход и картезианский дуализм . Она тесно связана с расширенным видом тезиса , ситуативное познанием , и enactivism . Современная версия зависит от идеи взяты из последних исследований в психологии , лингвистики , когнитивной науки , динамических систем , искусственного интеллекта , робототехники , животных познания , растений познания и нейробиологии .

Тезис воплощения

Сторонники тезиса о воплощенном познании подчеркивают активную и значительную роль, которую тело играет в формировании познания и в понимании разума и когнитивных способностей агента. В философии , воплощенная познание имеет , что агенту познание , а не продукт простых (врожденный) абстрактные представления мира, находится под сильное влиянием аспектов организма агента за пределами самого мозга. Таким образом, тезис воплощения направлен на повторное введение телесных переживаний агента в любую учетную запись познания. Это довольно широкий тезис, охватывающий как слабые, так и сильные варианты воплощения. В своей попытке примирить когнитивную науку с человеческим опытом, активный подход Варела и др. К познанию определяет «воплощение» следующим образом:

«Используя термин« воплощенный », мы хотим выделить два момента: во-первых, познание зависит от видов опыта, возникающих в результате обладания телом с различными сенсомоторными способностями, и, во-вторых, что эти индивидуальные сенсомоторные способности сами встроены в более всеобъемлющую биологическую систему. психологический и культурный контекст ».
- Франсиско Дж. Варела , Эван Томпсон , Элеонора Рош  : Воплощенный разум: когнитивная наука и человеческий опыт, страницы 172–173

Это двойное ощущение, что Варела и др. Атрибут тезиса о воплощении подчеркивает многие аспекты познания, которыми занимаются исследователи в различных областях, таких как философия, когнитивная наука, искусственный интеллект, психология и нейробиология. Эта общая характеристика воплощения сталкивается с некоторыми трудностями: следствием такого акцента на теле, опыте, культуре, контексте и когнитивных механизмах агента в мире является то, что часто различные взгляды и подходы к воплощенному познанию пересекаются. В самом деле, например, тезисы расширенного познания и ситуативного познания обычно переплетаются и не всегда тщательно разделяются. Точно так же, поскольку каждый из этих аспектов тезиса воплощения подтвержден в различной степени, воплощенное познание следует лучше рассматривать как исследовательскую программу, а не как единую четко определенную теорию.

Некоторые авторы объясняют тезис о воплощении, утверждая, что познание зависит от тела агента и его взаимодействия с определенной средой. Соответственно, познание в реальных биологических системах не является самоцелью, но ограничивается целями и возможностями системы. Однако они утверждают, что такие ограничения не означают, что познание задается только адаптивным поведением (или аутопоэзисом ), а скорее, что познание требует « некоторого вида обработки информации ... преобразования или передачи входящей информации». Получение такой информации включает в себя «исследование и модификацию окружающей среды» агентом.

«Однако было бы ошибкой предполагать, что познание состоит просто в построении максимально точных представлений входной информации ... получение знаний - это ступенька к достижению более непосредственной цели управления поведением в ответ на меняющееся окружение системы. . "
- Марцин Милковски: Объяснение вычислительного разума , стр. 4

Другой подход к пониманию воплощенного познания исходит из более узкой характеристики тезиса воплощения. Следующий более узкий взгляд на воплощение не только избегает любых компромиссов с внешними источниками, отличными от тела, но также позволяет различать воплощенное познание, расширенное познание и ситуативное познание. Таким образом, можно сформулировать тезис о воплощении следующим образом:

Тезис о воплощении: многие особенности познания воплощены в том, что они глубоко зависят от характеристик физического тела агента, так что тело агента за пределами мозга играет значительную причинную роль или физически определяющую роль в его деятельности. когнитивная обработка.
- Р. Уилсон и Л. Фолья, Воплощенное познание в Стэнфордской энциклопедии философии.

Этот тезис подчеркивает основную идею о том, что тело агента играет важную роль в формировании различных характеристик познания, таких как восприятие, внимание, память, рассуждение и другие. Соответственно, эти особенности познания зависят от типа тела агента. Кроме того, в тезисе отсутствует прямое упоминание некоторых аспектов «более всеобъемлющего биологического, психологического и культурного контекста», включенного Варела и др. и, следовательно, позволяет разделить воплощенное познание, расширенное познание и ситуативное познание.

Расширенная ум тезис , в отличие от тезиса Варианта , ограничивает познавательную обработку ни мозга , ни даже к телу, но расширяет его наружу в мир агента. Локальное познание подчеркивает, что это расширение не просто связано с включением ресурсов вне головы, но подчеркивает роль исследования и изменения взаимодействия с миром агента.

Философский фон

В своей « Универсальной естественной истории и теории неба» (1755) философ Иммануил Кант отстаивал точку зрения на проблему разума и тела, параллельную воплощенной точке зрения. Некоторые трудности с этой интерпретацией Канта включают (1) точку зрения, согласно которой Кант придерживается эмпирических и специфических знаний о теле, которые не могут поддержать априорные трансцендентные утверждения, и (2) точку зрения, что Кант придерживается этой трансцендентальной философии, хотя и обвиняется в Ответственность за объяснение того, как мы можем получить эмпирическое знание, сама по себе не является эмпирической.

Хосе Ортега-и-Гассет , Джордж Сантаяна , Мигель де Унамуно , Морис Мерло-Понти и другие представители экзистенциальной традиции предложили философию разума, влияющую на развитие современного тезиса о «воплощении».

Движение воплощения в искусственном интеллекте подпитывает аргумент воплощения в философии и пересмотр взглядов на этологию :

"Типичные для видов паттерны деятельности следует рассматривать как возникающие явления в трех различных смыслах этого слова. Они возникли ... в результате естественного отбора ... в процессе созревания и / или обучения ... и в результате взаимодействие между низкоуровневой деятельностью существа и его видовой средой ".
-Horst Хендрикс-Jansen Ловля Ourselves в законе , с. 10

Эти события также придали эмоциям новый статус в философии разума как незаменимую составляющую, а не как несущественное дополнение к рациональному интеллектуальному мышлению. В философии разума идея воплощения познания созвучна другим взглядам на познание, таким как ситуативное познание или экстернализм . Это радикальный шаг к полной перетокализации психических процессов за пределы нервной области.

История

График временной шкалы, реконструирующий исторически значимые события и ключевые вклады, которые повлияли на рост воплощенного познания. Слева указаны годы в порядке убывания. Легенда в правом верхнем углу указывает, как интерпретировать выполненные соединения.

Теория воплощенного познания, наряду с множеством аспектов, которые она включает, может рассматриваться как неизбежный результат интеллектуального скептицизма по отношению к расцвету теории бестелесного разума, выдвинутой Рене Декартом в 17 веке. Согласно картезианскому дуализму , разум полностью отличается от тела и может быть успешно объяснен и понят без ссылки на тело или его процессы.

Было проведено исследование для определения набора идей, которые позволили бы установить то, что можно было бы рассматривать как ранние стадии воплощенного познания вокруг исследований, касающихся взаимоотношений разума, тела и души и витализма в немецкой традиции с 1740 по 1920 годы. Однако воплощенное познание, в современном понимании имеет относительно короткую историю. Мы можем проследить интеллектуальную основу воплощенного познания до влияния философии , а точнее, феноменологической традиции, психологии и коннекционизма в 20 веке.

Феноменологи, такие как Эдмунд Гуссерль (1850-1938), Мартин Хайдеггер (1889-1976) и Морис Мерло-Понти (1908-1962), были отличным источником вдохновения для того, что позже будет известно как тезис воплощения. Они выступили против механистического и бестелесного подхода к объяснению разума, подчеркнув тот факт, что есть аспекты нашего человеческого опыта (сознание, познание), которые нельзя просто объяснить с помощью модели разума как вычисления внутренних символов. С феноменологической точки зрения такие аспекты остаются необъяснимыми, если мы отрицаем тот факт, как это делает дуализм, что они «глубоко укоренены в физических болтах и ​​болтах взаимодействующего агента». Морис Мерло-Понти в своей « Феноменологии восприятия » (французский язык: Phénoménologie de la perception ), например, отвергает картезианскую идею о том, что нашим основным способом существования в мире является «мышление» (английский: я думаю, следовательно, я , Латинское: cogito ergo sum ) и предлагает телесность (французский: corporéité), то есть само тело как первичное место познания мира и восприятие как средство и предрефлексивную основу опыта.

«Тело - это средство существования в мире, а для живого существа обладание телом означает вмешательство в определенную среду, отождествление себя с определенными проектами и постоянную приверженность им».

Таким образом, тело является основным условием для переживания, это «моя точка зрения на мир», которая открывает множество возможностей для существования, это «узел живых значений».

Понимание феноменологического мировоззрения позволяет нам не упускать из виду влияние, которое спекулятивная, но систематическая рефлексия феноменологии на отношения между разумом, телом и миром оказала на рост и развитие основных идей, которые составляют воплощенное познание. С феноменологической точки зрения «все познания воплощены, интерактивны и встроены в динамически изменяющуюся среду». Они составляют набор убеждений, которые сторонники воплощенного познания, такие как Франсиско Варела , Элеонора Рош и Эван Томпсон , позже пересмотрят и попытаются вновь ввести в научное изучение познания.

На основе эмпирических оснований и в противовес тем философским традициям, которые отрицали важность тела для понимания познания, исследования воплощения продемонстрировали взаимосвязь между познанием и телесными процессами. Таким образом, понимание познания требует рассмотрения и исследования сенсорного и моторного механизма, который его задействует. Джордж Лакофф , например, считает, что рассуждения и язык возникают из природы наших телесных переживаний, и, таким образом, даже наши метафоры имеют телесные отсылки.

Дж. Дж. Гибсон (1904 - 1979) разработал свою теорию экологической психологии, которая полностью противоречила вычислительной идее понимания разума как обработки информации, которая к тому времени пронизывала психологию - как в теории, так и на практике. Гибсон особенно не соглашался с тем, как его современники понимали природу восприятия. В то время как вычислительный подход рассматривает объекты восприятия как ненадежные источники информации, на основании которых разум должен делать какие-то выводы, Гибсон рассматривает процессы восприятия как продукт отношений между движущимся агентом и его отношениями с определенной средой.

Точно так же О'Реган, Дж. К. и Ноэ, А. предоставляют эмпирические доказательства, утверждая, что, хотя корковые карты существуют в мозге и их паттерны активации приводят к перцептивным переживаниям, это не полностью объясняет их субъективный характер. А именно, неясно, как внутренние представления порождают сознательное восприятие. Учитывая эту двусмысленность, О'Реган, Дж. К. и Ное, А. выдвинули так называемые «сенсомоторные непредвиденные обстоятельства» (СМС ) в попытке понять меняющийся характер ощущений, когда мы действуем в мире. Согласно теории SMC,

«Переживание увиденного происходит, когда организм овладевает тем, что мы называем управляющими законами сенсорно-моторной случайности»

С конца 20-го века и с учетом того, что тело играет важную роль в познании, теория воплощенного познания приобрела (постоянно растущую) популярность, она стала предметом множества статей в различных областях исследований и основного подхода к тому, что Шапиро и Сполдинг называют «воплощенным преобразованием».

Объем воплощенного познания

Диаграмма, показывающая масштабы воплощенного познания и взаимосвязанные отношения, возникающие между науками.

Воплощенное познание утверждает, что несколько факторов, как внутренних, так и внешних (таких как тело и окружающая среда), играют роль в развитии когнитивных способностей агента, точно так же, как считается, что ментальные конструкции (такие как мысли и желания) влияют на телесные действия агента. . По этой причине воплощенное познание рассматривается как обширная исследовательская программа, а не как четко определенная и единая теория. Научный подход к воплощенному познанию охватывает, вдохновляет и объединяет идеи из нескольких областей исследований, каждая из которых имеет свой собственный взгляд на воплощение, но в совместных усилиях (методически) исследовать воплощенное познание.

Джордж Лакофф ( когнитивист и лингвист ) и его сотрудники (включая Марка Джонсона , Марка Тернера и Рафаэля Э. Нуньеса ) написали серию книг, продвигающих и расширяющих тезисы, основанные на открытиях в когнитивной науке , таких как концептуальные метафоры и изображения. схема . Ирина Трофимова примерно в это же время экспериментально подтвердила феномен «проекции через емкости», как прототип теории воплощения.

В области робототехники такие исследователи, как Родни Брукс , Ханс Моравек и Рольф Пфайфер , утверждали, что настоящий искусственный интеллект может быть достигнут только с помощью машин, которые обладают сенсорными и моторными навыками и связаны с миром через тело. Идеи этих исследователей робототехники, в свою очередь, вдохновили таких философов, как Энди Кларк и Хорст Хендрикс-Янсен .

Нейробиологи Джеральд Эдельман , Антонио Дамасио и другие выявили связь между телом, отдельными структурами мозга и аспектами разума, такими как сознание , эмоции , самосознание и воля . Биология также вдохновила Грегори Бейтсона , Умберто Матурана , Франсиско Варела , Элеонору Рош и Эвана Томпсона на разработку тесно связанной версии этой идеи, которую они называют энактивизмом . Моторная теория восприятия речи , предложенная Alvin Либерман и его коллегами в Хэскинс Laboratories утверждает , что идентификация слов воплощена в восприятии движений тела , с помощью которого сделаны произносимые слова. В соответствующей работе в Haskins Пол Мермельштейн, Филип Рубин , Луи Гольдштейн и его коллеги разработали инструменты артикуляционного синтеза для компьютерного моделирования физиологии и аэроакустики речевого тракта , демонстрируя, как биологические ограничения могут формировать познание и восприятие речи. Это было распространено на аудиовизуальную область с помощью подхода «говорящих голов» Эрика Ватикиотиса-Бейтсона, Рубина и других коллег.

Когнитивная психология

Восприятие

Широко распространено мнение, что когда где-то в мозгу активируется внутреннее представление о внешнем мире, это приводит к восприятию. Хотя кортикальные карты существуют, они сами по себе не могут объяснить нашего субъективного восприятия. Например, они не могут в достаточной степени объяснить кажущуюся стабильность видимого мира , несмотря на движение глаз, то заполнение в из слепого пятна и « изменение слепота », и другие (предполагаемые) визуальные дефекты . С точки зрения воплощенного познания восприятие - это не пассивный прием сенсорных входов. Мозг интерпретирует ввод на основе памяти, эмоций и окружающей среды человека. Кроме того, восприятие не просто принимает входные визуальные стимулы и выдает действия, но, скорее, оно находится под влиянием состояний тела и взаимодействия между телом агента и окружающей его средой.

Одним из примеров такого активного взаимодействия между восприятием и телом является случай, когда на восприятие расстояния могут влиять состояния тела. То, как мы смотрим на внешний мир, может различаться в зависимости от физических ресурсов, которыми обладают люди, таких как физическая форма, возраст или уровень глюкозы. Например, в одном исследовании люди с хронической болью, которые менее способны передвигаться, воспринимали заданные расстояния как более большие, чем здоровые люди. Другое исследование показывает, что запланированные действия могут повлиять на обработку при визуальном поиске , с большим количеством ошибок ориентации при наведении, чем при захвате. Поскольку ориентация важна при захвате объекта, считается, что план захвата объекта улучшает точность ориентации. Это показывает, как действия, взаимодействие тела с окружающей средой, могут способствовать визуальной обработке информации, относящейся к задаче.

Восприятие также влияет на точку зрения, которую люди принимают в конкретной ситуации, и на тип суждений, которые они делают. Например, исследователи показали, что люди с гораздо большей вероятностью будут принимать точку зрения другого человека (например, человека на фотографии), а не свою собственную, когда судят об объектах на фотографии. Это означает, что присутствие людей (по сравнению только с объектами) в визуальной сцене влияет на перспективу, которую принимает зритель при вынесении суждений, например, об отношениях между объектами в сцене. Интересно, что исследователи утверждают, что эти результаты предполагают «бестелесное» познание, учитывая тот факт, что люди принимают точку зрения других, а не свою собственную, и выносят соответствующие суждения.

Язык

Исследователи воплощенного познания утверждают, что в языке задействованы сенсомоторные системы. Этот отчет включает понимание языка, предполагая, что значение слова основано на этих системах. Например, несколько исследований (Barsalou, 1999; Zwaan, 2004) показали, что понимание предложений влечет за собой паттерны нейронной активации, аналогичные тем, которые возникают при выполнении действий, подразумеваемых предложением. Некоторые исследователи исследовали зеркальные нейроны, чтобы проиллюстрировать связь между системами зеркальных нейронов и языком. Исследование (Fogassi, & Ferrari, 2007) показало, что некоторые аспекты языка, такие как часть семантики и фонологии, могут быть воплощены в сенсомоторной системе, представленной зеркальными нейронами.

Язык имеет многокомпонентную структуру. Одна из этих структур - понимание языка. Исследование воплощенного познания, проведенное Гленбергом и Кашаком (2002), показывает, что понимание языка включает двигательную систему. Кроме того, различные исследования объясняют, что понимание лингвистических объяснений действий основано на моделировании описываемых действий. Эти симуляции действий также включают оценку двигательной системы Olmstead et al. (2009) В исследовании, в котором студенты университета оценивали понимание языка и двигательную систему с помощью маятника, выполняя «задание на суждение предложения»; Они обнаружили значительные изменения в функциях, содержащих выполнимые предложения.

В другом исследовании использовалась перспектива зеркальных нейронов, чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между двигательной системой и различными языковыми компонентами. Поскольку зеркальные нейроны являются почти одной из важнейших частей двигательной системы, эта взаимосвязь проиллюстрирована в предыдущих исследованиях в литературе путем сравнения обезьян и людей в анатомической структуре, особенно в области Брока. Риццолатти и Крейгеро (2004) в исследовании, в котором зеркальные нейроны подчеркивали свою роль в обучении посредством использования языка, отметили, что активация происходила в поле Брока, даже когда участники наблюдали за разговорами других людей, не слыша звуков. Исследование с помощью фМРТ, изучающее взаимосвязь зеркальных нейронов у людей с лингвистическими материалами, показало, что в премоторной коре и области Брока происходит активация при чтении или даже при прослушивании любых предложений, связанных с действиями. В соответствии с ними он может сказать, что существует связь между языком и двигательной системой, а двигательные системы и механизмы зеркальных нейронов могут обрабатывать некоторые аспекты языка.


Эффекты воплощения проявляются в том, как люди разного пола и темперамента воспринимают словесный материал, такой как общие прилагательные, абстрактные и нейтральные существительные. Трофимова, впервые описавшая это явление в своих экспериментах, назвала его «проекцией через способности». Этот феномен возникает, когда лексическое восприятие людей зависит от их способности справляться с событиями; когда их обработка информации регистрирует в основном те аспекты объектов или ситуации, на которые они могут должным образом реагировать и иметь дело в соответствии со своими врожденными способностями. Например, в этих исследованиях мужчины с более сильной двигательно-физической выносливостью оценивали абстракции, описывающие концепции, связанные с людьми, работой / реальностью и временем, более позитивно, чем мужчины с более слабой выносливостью. Женщины с более сильной социальной или физической выносливостью оценивали социальные аттракторы более положительно, чем более слабые женщины. Группы мужского и женского темперамента с более высокой общительностью продемонстрировали универсальную положительную предвзятость в оценке нейтральных слов, особенно в отношении социальных и связанных с работой / реальностью концепций, по сравнению с участниками с более низкой общительностью. Способности, связанные с темпом деятельности, также оказывали влияние на восприятие лексического материала: люди с более быстрым двигательно-физическим темпом оценивали нейтральные, абстрактные, связанные со временем концепции, значительно более позитивно, чем мужчины с более медленным темпом.

объем памяти

Тело играет важную роль в формировании разума. Итак, разум следует понимать в контексте его взаимоотношений с физическим телом, которое взаимодействует с миром. Эти взаимодействия также могут быть познавательными действиями, которые мы находим в повседневной жизни, такими как вождение, беседа, воображение размещения предметов в комнате. Однако эти познавательные действия ограничены объемом памяти. Взаимосвязь между памятью и воплощенным познанием была продемонстрирована в исследованиях в различных областях и с помощью множества задач. В целом исследования воплощенного познания и памяти изучают, как манипуляции с телом вызывают изменения в работе памяти или, наоборот, манипуляции с помощью задач памяти впоследствии приводят к телесным изменениям. В одном исследовании Гленберг обратил внимание на взаимосвязь между памятью и действием в своем подходе воплощенного познания. В частности, он определяет память как интегрированные модели действий, которые ограничены телом. Воплощенное познание рассматривает подготовку к действию как фундаментальную функцию познания. Память играет роль в задачах, которые не происходят в настоящем, но включают в себя запоминание действий и информации из прошлого и воображение событий, которые могут произойти или не произойти в будущем. Кроме того, он утверждает, что существует взаимная связь между памятью, действием и восприятием. То есть манипуляции, которые могут происходить в теле или движении, могут привести к различным изменениям памяти.

В другом исследовании Dijkstara и соавт. исследовали влияние положения тела на легкость припоминания в автобиографическом исследовании памяти, чтобы изучить влияние воплощенного познания на производительность памяти. В исследовании участников просили принять позы, совместимые или несовместимые с их исходным положением тела запоминаемого события во время события воспоминания, и участники, получившие совместимые положения тела по сравнению с несовместимыми положениями тела, показали более быстрые реакции при вспоминании воспоминаний во время эксперимента. Таким образом, исследователи приходят к выводу, что положение тела облегчает доступ к автобиографическим воспоминаниям. В другом исследовании, в котором подчеркивалась взаимосвязь между памятью и телом, Уилсон объясняет, что системы памяти зависят от опыта тела с окружающим миром. Это особенно очевидно в эпизодической памяти из-за того, что эпизодические воспоминания в системе эпизодической памяти определяются своим содержанием и запоминаются как пережитые тем, кто запоминает. В другом исследовании, посвященном воспроизведению личных воспоминаний и воплощенной памяти, Калбертсон оценил воплощенную память через вспоминание личных травм и жестоких воспоминаний и сообщил, что люди, которые пережили травму или насилие, повторно переживают свои переживания в своих рассказах на протяжении всей своей жизни. Кроме того, он подчеркивает, что воспоминания, которые угрожают жизни человека, оказывая прямое воздействие на тело, такие как травмы и физическое насилие, снова вызывают аналогичные реакции в организме, вспоминая событие. Точно так же Калбертсон заявил, что он чувствовал запахи, звуки и движения в некоторых воспоминаниях из своих воспоминаний о детских травмах. Затем он приступил к оценке этих воспоминаний и соответствующих физических и физиологических феноменов, связанных с ними, с помощью своих детских воспоминаний. В конце Калбертсон указал, что набор воспоминаний, которые нужно вспомнить и вернуть в память, воплощен.

Уилсон представил новые взгляды на нейронную структуру и процессы памяти, лежащие в основе воплощенного познания, эпизодической памяти, припоминания и узнавания. По мере получения опыта нейронные состояния воспроизводятся в системах действия, восприятия и самоанализа. Восприятие включает сенсорные модальности, моторные модальности включают движение, а самоанализ включает эмоциональные, ментальные и мотивационные состояния. Все эти модальности вместе составляют разные аспекты, которые формируют наш опыт. Следовательно, когнитивные процессы, применяемые к памяти, поддерживают действие, подходящее для конкретной ситуации, не за счет запоминания ситуации, а за счет запоминания связи действия с этой ситуацией. Например, Бьетти утверждает, что запоминание и идентификация вечеринки, которую посетил накануне, связано с телом, потому что сенсомоторные аспекты вспоминаемого события (т. Е. Вечеринки), а также детали того, что произошло, являются реконструируется.

Обучение

Воплощенное познание может дать нам объяснение процесса, посредством которого младенцы обретают пространственное знание и понимание. Большинство младенцев учатся ходить в первые 18 месяцев жизни, что открывает множество новых возможностей для изучения вещей вокруг них. Например, они могут изучить возможность «транспортабельности», когда они начнут исследовать и переносить предметы с места на место. После этого могут происходить новые фазы исследования, и через эти фазы дети могут открывать для себя другие, даже более сложные возможности. Согласно теории Элеоноры Гибсон, исследование само по себе занимает важное место в когнитивном развитии. Например, младенцы исследуют все, что находится поблизости, видя, глотая или дотрагиваясь до него, прежде чем научиться дотягиваться до предметов поблизости. Затем младенцы учатся ползать, что позволяет им искать объекты за пределами досягаемости, а также узнавать об основных пространственных отношениях между собой, объектами и другими людьми, включая базовое понимание глубины и расстояния. Следовательно, посредством исследования младенцы узнают природу физического и социального мира вокруг них. Достижение двигательных навыков, по-видимому, играет центральную роль в визуальном пространственном познании.

Другой пример воплощенного обучения и социального познания у младенцев показан в работах Вудворда и его коллег. В одном эксперименте трехмесячные младенцы, не умеющие дотянуться до предметов, были обучены дотягиваться до предметов с помощью варежек с застежкой на липучке. Впоследствии оценки и сравнение с контрольной группой показали, что экспериментальная группа с большей вероятностью рассматривала действия других как целевые. Дальнейшие исследования показали, что простые наблюдения со стороны младенцев не дают таких результатов.

Аспекты воплощения также актуальны для изучения и усвоения языка. Например, теория языка, основанная на действии (ABL), предполагает, что мозг использует те же механизмы, которые используются в моторном управлении для изучения языка. Когда взрослые привлекают внимание к объекту, а младенец следует за ним и уделяет внимание указанному объекту, активируются канонические нейроны, и ребенку становятся доступны аффордансы объекта. Одновременно слышимость артикуляции названия предмета приводит к активации механизмов речевого зеркала у младенцев. Эта цепочка событий позволяет Hebbian узнавать значение словесных меток, связывая вместе речевой контроллер и контроллер действий, которые активируются в сценарии, описанном выше.

Роль жестов в обучении - еще один пример важности воплощения для познания. В исследовании с использованием головоломки Ханойская башня (TOH) участники были разделены на две группы. В первой части эксперимента самые маленькие диски, используемые в TOH, были самыми легкими, и их можно было перемещать одной рукой. Во второй части для одной группы (группа переключателей) все было наоборот, так что самые маленькие диски были самыми тяжелыми, и участникам требовались обе руки для их перемещения. Диски остались прежними для другой группы (группа без переключения). После завершения эксперимента участников попросили объяснить свое решение, в то время как исследователи наблюдали за их использованием жестов при описании решения. Результаты показали, что использование жестов повлияло на производительность группы переключателей во второй части эксперимента. Чем больше они использовали жесты одной рукой, чтобы изобразить свое решение в первой части эксперимента, тем хуже они выполняли его во второй части.

Воплощенное познание связано как с чтением, так и с письмом. Было показано, что физические и перцептивные занятия, которые соответствуют содержанию материала для чтения, могут улучшить понимание прочитанного. Также было высказано предположение, что преимущества, получаемые от рукописного ввода по сравнению с набором текста при распознавании букв и письменном общении, являются результатом более воплощенного характера этого способа письма.

Эти результаты были воплощены в пересмотре образовательной и педагогической практики в пользу воплощенных методов обучения и преподавания. Например, Energy Theater - это метод обучения энергетической динамике, основанный на теории воплощенного взаимодействия. В этом методе каждый участник играет роль единицы энергии, и вместе они осуществляют преобразование и передачу энергии в определенных сценариях. Human Orrery - это еще один воплощенный метод обучения, в котором учащиеся узнают о Солнечной системе через разыгрывание. В этом методе положение планет отмечается дисками, и участники разыгрывают роль планет, перемещаясь по своим орбитам.

Рассуждение

Серия экспериментов продемонстрировала взаимосвязь между двигательным опытом и рассуждениями высокого уровня. Например, хотя большинство людей задействуют зрительные процессы, когда сталкиваются с пространственными проблемами, такими как задачи умственного вращения, эксперты по моторной технике отдают предпочтение моторным процессам для выполнения тех же задач с более высокой общей производительностью. Связанное с этим исследование показало, что эксперты в области моторики используют аналогичные процессы для мысленного вращения частей тела и многоугольников, в то время как неспециалисты рассматривают эти стимулы по-разному. Эти результаты не были связаны с лежащими в основе недоработками, как продемонстрировало тренировочное исследование, которое показало улучшение умственного вращения после однолетней двигательной тренировки по сравнению с контрольной группой. Подобные закономерности также были обнаружены в задачах на рабочую память, при этом способность запоминать движения сильно нарушалась вторичной вербальной задачей в элементах управления и двигательной задачей у моторных экспертов, что предполагает участие различных процессов для запоминания движений в зависимости от двигательного опыта, а именно словесный для органов управления и мотор для экспертов.

Эмоции

Таблица, показывающая время отклика для условий положительной, отрицательной и нейтральной валентности в эксперименте по сближению и избеганию. Участники были значительно быстрее для условия «положительно по отношению к», независимо от валентности центрального слова.

Теории воплощенного познания предоставили точные отчеты об эмоциях и обработке информации об эмоциях. В этом отношении переживание и повторное переживание эмоции связано с перекрытием психических процессов. При повторном переживании эмоции через взаимосвязи нейронов, которые были активны во время первоначального переживания, производится частичное мультимодальное воспроизведение переживания. Одна из причин, по которой реактивируются только части исходных нейронных популяций, заключается в том, что внимание выборочно сосредоточено на определенных аспектах опыта, которые наиболее заметны и важны для человека.

Повторное переживание эмоции производится в первоначально задействованных сенсомоторных системах, как если бы человек находился там в самой ситуации, в самом эмоциональном состоянии или с самим объектом мысли. Например, воплощение гнева может включать в себя мышечное напряжение, используемое для удара, ослабление определенных лицевых мышц, чтобы нахмуриться и т. Д. Такая симуляция поддерживается специализированными «зеркальными нейронами» или «системой зеркальных нейронов», которые отображают соответствия между наблюдаемые и выполняемые действия. Однако нет единого мнения о точном расположении зеркальных нейронов, о том, составляют ли эти нейроны систему и существуют ли на самом деле зеркальные нейроны.

Согласно исследованию Ниденталя (2007), которое каузально исследует, как обрабатывается эмоциональная информация и воплощаются эмоции посредством стимуляции мимики и манипуляций позы, воплощенная перспектива особенно хорошо применима к размышлениям об эмоциях. Теории воплощения предполагают, что обработка эмоциональных концепций частично основана на собственных перцептивных, моторных и соматосенсорных системах. Например, Well & Petty показали, что кивание головой во время прослушивания убедительных сообщений приводит к более позитивному отношению к сообщению, чем покачивание головой. Duclos et al. побудили участников принять различные положения тела, косвенно связанные со страхом, гневом и грустью, и обнаружили, что эти состояния позы модулируют переживаемые аффекты.

В исследовании, посвященном влиянию подхода и избегания на воплощенное познание, изучались люди, перемещающие положительные и отрицательные слова, представленные в центре экрана. И результаты показывают, что участники перемещали заданные положительные слова к центру экрана, а отрицательные слова - от центра экрана. Другими словами, они показали эффект приближения для положительных слов и эффекты избегания для отрицательных слов. В недавнем исследовании эмоционального прайминга задача подхода и избегания использовалась для демонстрации взаимодействия между эмоциями и визуальным исследованием. На экран компьютера выводились изображения новостных страниц, по которым измерялись движения глаз. Согласно результатам исследования, гармоничное телесное взаимодействие участников в процессе эмоциональной подготовки показывает, что их интерес к содержанию изображения, отображаемого на экране компьютера, увеличился. Эти результаты демонстрируют эффект подхода и поведения избегания в эмоциональном прайминге.

Саморегуляция

Основная идея, лежащая в основе открытий воплощенного познания, заключается в том, что познание состоит из переживаний, которые являются мультимодальными и распространяются по всему телу, а не таким образом, чтобы амодальные семантические узлы сохранялись исключительно в уме. В соответствии с этой идеей воплощенного познания, само тело также может участвовать в саморегуляции.

Саморегуляцию можно определить как способность организмов успешно реализовывать целенаправленные ответы, несмотря на отвлекающие или уравновешивающие влияния. Большинство людей сталкиваются с дилеммой, когда сталкиваются с немедленной болью, чтобы получить долгосрочные выгоды. Столкнувшись с этой дилеммой, тело может помочь увеличить силу воли, вызывая неосознанные цели по укреплению силы воли, которые стимулируют постоянные сознательные попытки людей облегчить их стремление к долгосрочным целям.

В ходе исследования изучалось влияние укрепления мышц на денежные пожертвования Гаити. Участники держали ручку для заполнения бланка пожертвований пальцами («контрольные условия») или в руке («укрепляющее мышцы» состояние). Значительно больше участников группы «укрепление мышц» пожертвовали денег, чем участники контрольной группы. Таким образом, можно сделать вывод, что укрепление мускулов может помочь преодолеть физическое отвращение к просмотру разрушения на Гаити и потратить деньги. Точно так же физические или средовые сигналы сигнализируют об энергетической стоимости действия и, следовательно, влияют на готовность участвовать в дополнительных волевых действиях. Согласно набору исследований Шалева (2014), воздействие физической или концептуальной жажды или сигналов, связанных с сухостью, снижает воспринимаемую энергию и, в свою очередь, снижает саморегуляцию. Эти исследования показывают, что воплощенное познание может играть роль в саморегуляции.

Некоторые предполагают, что воплощенный разум служит процессам саморегулирования, сочетая движение и познание для достижения цели. Таким образом, воплощенный разум оказывает стимулирующее действие. Чтобы ориентироваться в социальном мире, нужно обращаться к таким полезным ресурсам, как друзья, и избегать опасностей, как врагов. Выражение лица может быть сигналом для оценки того, желателен ли человек или опасен. Хотя эмоциональный сигнал может быть неоднозначным, воплощенное познание может помочь прояснить эмоции других людей. В исследовании, проведенном Niedenthal, Brauer, Halberstadt и Innes-Ker (2001), участники смогли быстрее идентифицировать изменения выражения лица, когда они имитировали их, в отличие от участников, которые держали во рту ручку, которая замораживала их лицевые мышцы и, следовательно, не могла мимика мимики. Другие действия, относящиеся к цели, могут поощряться воплощенным познанием, о чем свидетельствует автоматизированный подход и избегание определенных сигналов окружающей среды. На воплощенное познание также влияет ситуация. Если человек двигается способом, ранее ассоциировавшимся с опасностью, телу может потребоваться более высокий уровень обработки информации, чем если бы тело двигалось способом, связанным с благоприятной ситуацией. Приведенные выше исследования могут предполагать, что воплощенное познание может служить функциональной цели, помогая процессам саморегуляции.

Социальное познание

Результаты исследования воплощенного социального познания, которое иллюстрирует взаимосвязь между положительными эмоциями, наблюдаемой поведенческой синхронностью и воплощенным раппортом.

В социальной психологии и, в частности, в области социального познания , исследования сосредоточены на том, как люди взаимодействуют и влияют друг на друга. В контексте воплощения исследования в области социального познания исследуют, как присутствие людей и взаимодействие с ними влияет на мысли, чувства и поведение. Точнее, социальное познание в соответствии с тезисом воплощения предполагает, что мысли, чувства и поведение основаны на чувственном опыте и состояниях тела.

В области феноменологии Мерло-Понти intercorporéité означает , что при встрече с человеком, один первоначально испытывает другого человека через его / ее телесных выражений, которые оказывают влияние до когнитивных отражений. Это явление изучается в социальной психологии и известно как невербальная синхронность. Синхронность во время социального взаимодействия возникает спонтанно и часто не зависит от сознательной обработки информации.

В исследовании диадического социального взаимодействия Tschacher et al. (2014), участники однополого пола общались устно в условиях сотрудничества, соревнования и «веселого задания». В центре внимания этого исследования было изучение связи между эмоциональностью участников и невербальной синхронностью. Результаты показали, что положительные эмоции были связаны с положительной синхронностью, а отрицательные эмоции - с отрицательной. Кроме того, результаты указывают на причинно-следственную связь между синхронностью и эмоциями, причем синхронность приводит к аффектам, а не наоборот. В аналогичном исследовании однополым парам участников было предложено попеременно задавать определенные вопросы и постепенно раскрывать себя. Результаты показывают, что люди спонтанно перемещаются вместе в пространстве и синхронизируют свои движения, что повышает качество взаимодействия (воплощенное взаимопонимание). Самораскрытие и поведенческая синхронность коррелируют с положительными эмоциями по отношению к другому человеку.

Эти два типичных исследования показали, что невербальная поведенческая синхронность движений тела влияет на психологический опыт взаимодействия между двумя людьми. Эти данные подтверждают тезис о воплощении телесных переживаний, влияющих на психологическое и эмоциональное состояние людей.

Эволюционный взгляд

Воплощенное познание можно также определить с точки зрения психологов-эволюционистов . Эволюционные психологи рассматривают эмоции как важный аспект саморегулирования воплощенного познания, а эмоции как мотиватор к действию, актуальному для достижения цели . Эмоции помогают управлять адаптивным поведением . С точки зрения эволюции речь, как устная, так и письменная, рассматривается как типы воплощенного познания. Темп и невербальное общение отражают воплощенное познание в устной речи. Технические аспекты письменной речи, такие как курсив , заглавные буквы и смайлики, способствуют внутреннему голосу и, таким образом, чувству чувств, а не размышлениям о письменном сообщении.

Когнитивная наука и лингвистика

Джордж Лакофф и его сотрудники разработали несколько линий доказательств, которые предполагают, что люди используют свое понимание знакомых физических объектов, действий и ситуаций (таких как контейнеры, пространства, траектории) для понимания других областей (таких как математика, отношения или смерть). Лакофф утверждает, что все познания основаны на знаниях, исходящих от тела, и что другие области отображаются на нашем воплощенном знании с помощью комбинации концептуальной метафоры , схемы изображения и прототипов .

Концептуальная метафора

Комплексная плоскость: визуальная метафора абстрактной идеи комплексного числа , которая позволяет визуализировать операции над комплексными числами как простые движения в обычном пространстве.

Лакофф и Марк Джонсон показали, что люди используют метафоры повсеместно, что эти метафоры действуют на концептуальном уровне (т. Е. Отображают одну концептуальную область в другую), что одна метафора лежит в основе неограниченного числа отдельных выражений и что используется одна и та же метафора. обычно во всей культуре. Лакофф и его сотрудники собрали тысячи примеров концептуальных метафор во многих областях.

Например, люди обычно используют язык о путешествиях, чтобы обсудить историю и статус любовного романа, - метафора, которую Лакофф и Джонсон называют «ЛЮБОВЬ - ЭТО ПУТЕШЕСТВИЕ». Он используется в таких выражениях, как: «мы подошли к перекрестку», «мы расстались», «мы ударились о камни» (как в морском путешествии), «она сидит на месте водителя» или, проще говоря, «мы вместе ». Эти метафоры, связанные с концепцией любви, связаны с физическим воплощением путешествия и эмоциями, связанными с путешествием.

Другой пример Лакоффа и Марка, который включает в себя телесное взаимодействие человека для воплощения, - это существа, подобные нам, которые стоят прямо и движутся вперед. Например, думайте о вещах, которые находятся «перед собой», как о расположенных на линии обзора или с точки зрения направления, в котором они движутся. Существа, которые были длинными и плоскими и двигались назад, напротив, могли иметь совсем другое понятие «впереди» или, возможно, вообще не иметь. Сторонники воплощенного познания утверждают, что опыт «бодрости» зависит от конкретного типа тела, которое у нас есть, и от того, как это тело взаимодействует с окружающей средой.

Схема изображения

Лакофф и Рафаэль Нуньес утверждают, что мы понимаем абстрактные концепции, думая о простых физических ситуациях (которые они называют « схемой изображения »). Затем мы можем использовать наши сенсомоторные и перцептивные навыки, чтобы лучше понять абстрактную концепцию. Они утверждают, что это показывает, что абстрактное рассуждение требует от нас использования знаний и навыков, которые являются аспектами тела - типа обычного пространственного рассуждения, которого требует использование тела. Схема изображения, используемая таким образом, является формой концептуальной метафоры.

Например, чтобы понять математическую концепцию мнимых чисел , мы изобразим вращение стрелки на мысленном изображении ( комплексной плоскости ). При этом мы используем нашу зрительную кору и наши навыки рассуждений о пространстве, чтобы понять полностью абстрактную концепцию.

Прототипы

Прототипы - это «типичные» представители категории, например, малиновка - это прототип птицы, а пингвин - нет. Роль прототипов в человеческом познании была впервые идентифицирована и изучена Элеонорой Рош в 1970-х годах. Она смогла показать, что объекты-прототипы легче классифицировать, чем объекты, не являющиеся прототипами, и что люди отвечали на вопросы о категории в целом, рассуждая о прототипе. Она также определила категории базового уровня : категории, прототипы которых легко визуализируются (например, стул) и связаны с основными физическими движениями (такими как «сидение»). Прототипы категорий базового уровня используются для рассуждений о более общих категориях.

Теория прототипов использовалась для объяснения способности человека решать множество различных когнитивных задач и в большом количестве областей. Джордж Лакофф утверждает, что теория прототипов показывает, что категории, которые используют люди, основаны на нашем опыте обладания телом и не имеют ничего общего с логическими классами или типами . Для Лакоффа это показывает, что традиционные объективистские представления об истине не могут быть правильными.

Эмоции и значение абстрактных слов

Виглиокко утверждает, что по крайней мере некоторые абстрактные слова семантически основаны на знании эмоций и, следовательно, «воплощены». В то время как значения слов «глаз» и «хватать» можно до некоторой степени объяснить, указывая на объекты и действия, значения слов «красота» и «свобода» - нет. Может быть , что некоторые общие знания сенсомоторных имманентно освободив действия или инстанциацию красоты , но вполне вероятно , что дополнительные семантические вяжущие принципы позади таких понятий. Абстрактные термины демонстрируют непропорционально сильную тенденцию быть семантически связанной со знаниями об эмоциях. Эта дополнительная воплощенная семантическая связь обеспечивает преимущества в скорости обработки абстрактных эмоциональных терминов по сравнению с другими совпадающими контрольными словами. Кроме того, абстрактные слова сильно активируют переднюю поясную кору - место, которое, как известно, имеет отношение к обработке эмоций.

Если абстрактные слова-эмоции действительно получают свое значение через эмоциональную основу, это имеет решающее значение. Связь между абстрактным словом эмоции и его абстрактным понятием осуществляется через проявление последнего в прототипических действиях. Ребенок заучивает абстрактное слово эмоции, такое как «радость», потому что оно показывает схемы действий, выражающие РАДОСТЬ, которые взрослые, обучающие языку, используют в качестве критерия для правильного применения этого абстрактного слова эмоции. Таким образом, проявление эмоций в действиях становится решающим звеном между употреблением слова и внутренним состоянием, а значит, между знаком и значением. Только после того, как запас абстрактных слов-эмоций будет обоснован в действиях, выражающих эмоции, можно будет изучить дальнейшие термины, связанные с эмоциями, из контекста.

Неврология

Концепция теории воплощения была вдохновлена ​​исследованиями в области когнитивной нейробиологии , такими как предложения Джеральда Эдельмана относительно того, как математические и вычислительные модели, такие как отбор нейронных групп и нейронное вырождение, приводят к эмерджентной категоризации. С нейробиологической точки зрения теория воплощенного познания исследует взаимодействие сенсомоторных, когнитивных и аффективных неврологических систем. Тезис о воплощенном разуме совместим с некоторыми взглядами на познание, продвигаемыми в нейропсихологии , такими как теории сознания Вилаянура С. Рамачандрана , Джеральда Эдельмана и Антонио Дамасио .

Исторически сложилось так, что взгляд на познание, унаследованный большей частью современной когнитивной нейробиологии, носит интерналистский характер. Поведение агента вместе с его способностью поддерживать (точное) представление окружающей его среды является продуктом «мощного мозга, который может поддерживать модели мира и разрабатывать планы». С этой точки зрения познание - это то, что делает изолированный мозг. Напротив, принятие роли, которую тело играет в когнитивных процессах, позволяет нам учитывать более всеобъемлющий взгляд на познание. Успешное поведение в реальных сценариях требует интеграции нескольких сенсомоторных и когнитивных (а также аффективных) возможностей агента. Таким образом, в отношениях между агентом и его окружением, а не в мозге только , где познание возникает.

Изучая активность мозга с помощью методов нейровизуализации, исследователи обнаружили признаки, подтверждающие тезис о воплощении. В исследовании электроэнцефалографии (ЭЭГ) исследователи показали, в соответствии с воплощенным познанием, сенсомоторной ситуацией и общими тезисами о кодировании , что сенсорные и моторные процессы в головном мозге не разделены последовательно, а прочно связаны. Рассматривая взаимодействие сенсомоторной и когнитивной систем, Рорер (2005) подчеркивает, насколько важна сенсомоторная кора для семантического понимания терминов и предложений, связанных с действием тела. Исследование функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), проведенное Hauk et al. (2004) показали, что пассивное прочтение слов действия, таких как лизать, щипать или пнуть, приводит к соматотопической нейронной активности в областях мозга или рядом с ними, связанных с фактическим движением соответствующих частей тела. Используя транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС), Buccino et al. (2005) показали, что активность двигательной системы связана с предложениями, связанными со слуховыми действиями. Когда участники слушали предложения, связанные с руками или ногами, моторные вызванные потенциалы (МВП), записанные с мышц кисти и стопы, уменьшались. Эти два примерных исследования указывают на взаимосвязь между когнитивным пониманием слов, относящихся к сенсомоторным концепциям, и активацией сенсомоторной коры. Таким образом, методы нейровизуализации служат для демонстрации взаимодействия сенсорной и моторной систем.

Помимо нейровизуализационных исследований, поведенческие исследования указывают на теорию воплощенного познания. Абстрактные высшие когнитивные концепции, такие как «важность» объекта или проблемы, также, кажется, имеют отношение к сенсомоторной системе. Люди считают предметы тяжелее, когда им говорят, что они важны / содержат важную информацию в отличие от неважной информации. С другой стороны, большее значение придается процедурам принятия решений, когда люди в то же время держат в руках более тяжелые планшеты. В смысле воплощенного познания авторы Jostmann et al. (2009) предполагают, что физическое усилие, вложенное в объекты, приводит к большему когнитивному усилию при работе с абстрактными концепциями.

Работа по моделированию когнитивных нейробиологов, таких как Франсиско Варела и Уолтер Фриман, направлена ​​на объяснение воплощенного и ситуативного познания с точки зрения теории динамических систем и нейрофеноменологии , но отвергает идею о том, что мозг использует для этого представления (позиция, которую также поддерживает Герхард Вернер ) .

В целом, можно использовать множество методов, таких как методы нейровизуализации, поведенческие эксперименты и динамические модели, для поддержки и дальнейшего исследования с нейробиологической точки зрения тезиса о воплощенном познании.

Сенсомоторные непредвиденные ситуации

В рамках теории воплощенного познания концепция сенсомоторных случайностей (СМС) утверждает, что качество восприятия определяется знанием того, как сенсорная информация изменяется, когда человек действует в мире. Например, чтобы посмотреть под предметом, нужно наклониться, повернуть голову и изменить направление взгляда. Каждая модальность стимула / сенсорная модальность, такая как свет, звуковое давление и т. Д., Подчиняется определенным правилам, т. Е. Сенсомоторным непредвиденным обстоятельствам, которые управляют этими изменениями сенсорной информации. Следовательно, поскольку эти правила различаются в разных модальностях, их качественное восприятие различается. Примером SMC, отличного для визуального восприятия, является расширение картины потока на сетчатке, когда тело движется вперед, и аналогичное сокращение, когда тело движется назад. На слуховые SMC влияют повороты головы, которые изменяют временную асинхронность принимаемого сигнала между правым и левым ухом. Это движение в основном влияет на амплитуду, но не на частоту сенсорного ввода. Эти примеры подчеркивают различия между SMC разных модальностей.

Поддержка этой теории сенсомоторных непредвиденных обстоятельств выдвинута исследованиями сенсорного замещения , сенсорного увеличения и областью робототехники . Исследования сенсорного замещения и сенсорных устройств замещения исследуют замену одной модальности другой (например, визуальная информация заменяется тактильной информацией). Следовательно, сенсомоторные непредвиденные обстоятельства одной модальности передаются через другую модальность. Сенсорное увеличение направлено на восприятие нового чувства через уже существующие каналы восприятия. В случае сенсорного увеличения формируются новые сенсомоторные непредвиденные обстоятельства. В области робототехники можно исследовать, как визуальные SMC обучаются на нейронном уровне с помощью роботизированной руки и динамических нейронных полей.

Искусственный интеллект и робототехника

История искусственного интеллекта

Ограничения символического ИИ

Опыт исследований искусственного интеллекта предоставляет еще одну линию доказательств, подтверждающих тезис о воплощенном разуме. На раннем этапе развития ИИ успехи в программировании высокоуровневых логических задач, таких как игра в шахматы, вызывали необоснованный оптимизм в отношении того, что все проблемы ИИ будут решены относительно быстро. Эти программы моделировали интеллект с помощью логики и абстрактных символов высокого уровня (подход, называемый старомодным ИИ ). Этот «бестелесный» подход столкнулся с серьезными трудностями в 1970-х и 80-х годах, когда исследователи обнаружили, что абстрактное, бестелесное рассуждение было крайне неэффективным и не могло обеспечить человеческий уровень компетентности во многих простых задачах. Финансирующие агентства (такие как DARPA ) отозвали финансирование, потому что область искусственного интеллекта не смогла достичь заявленных целей, что привело к трудному периоду, который теперь известен как « зима искусственного интеллекта ». Многие исследователи искусственного интеллекта начали сомневаться в том, что символические рассуждения высокого уровня могут когда-либо работать достаточно хорошо для решения простых задач.

В середине 80-х Родни Брукс утверждал, что эти символические подходы терпели неудачу, потому что исследователи не осознавали важность сенсомоторных навыков для интеллекта в целом и применяли эти принципы к робототехнике (подход, который он назвал « Nouvelle AI »). Еще одним успешным новым направлением были нейронные сети - программы, основанные на реальных структурах человеческого тела, которые привели к развитию интеллекта и обучения. В 90-е годы статистический ИИ добился высоких успехов в промышленности без использования каких-либо символических рассуждений, а вместо этого использовал вероятностные методы, чтобы делать «догадки» и постепенно улучшать их. Этот процесс похож на то, как люди могут делать быстрые, интуитивные выборы, не останавливаясь на символических рассуждениях.

Парадокс Моравца

Парадокс Моравека - это открытие исследователями в области искусственного интеллекта и робототехники того, что, вопреки традиционным предположениям, рассуждения высокого уровня требуют очень мало вычислений, однако сенсомоторные навыки низкого уровня требуют огромных вычислительных ресурсов. Он отмечает, что задачи, которые люди считают трудными, легче усвоить ИИ, например, играть в шахматы, вычислять расширенную статистику, алгебру и другие высокоуровневые задачи, но гораздо сложнее научить их делать то, что легко для людей. , например, распознавание лиц и голосов или внимание к вещам, которые мы, люди, считаем интересными или актуальными, например, хватание за предметы или плавное движение. Это стало концепцией для понимания ИИ. Этот принцип был сформулирован Хансом Моравеком (отсюда и название) и другими в 1980-х годах.  

Как пишет Моравец :

В больших, высокоразвитых сенсорных и моторных частях человеческого мозга закодирован миллиардный опыт о природе мира и о том, как выжить в нем. Я считаю, что сознательный процесс, который мы называем рассуждением, является тончайшей оболочкой человеческого мышления, эффективным только потому, что он поддерживается гораздо более старым и очень мощным, хотя обычно бессознательным, сенсомоторным знанием. Мы все потрясающие олимпийцы в области восприятия и моторики, настолько хороши, что делаем сложный вид легким. Однако абстрактная мысль - это новый трюк, которому, возможно, меньше 100 тысяч лет. Мы еще не освоили. Это не так уж и сложно; просто так кажется, когда мы это делаем.

Воплощенные подходы к искусственному интеллекту

Решение проблем восприятия и передвижения напрямую

Многие исследователи искусственного интеллекта утверждали, что машине может потребоваться человеческое тело, чтобы думать и говорить так же хорошо, как человеку. Еще в 1950 году Алан Тьюринг писал:

Также можно утверждать, что лучше всего снабдить машину лучшими органами чувств, которые можно купить за деньги, а затем научить ее понимать и говорить по-английски. Этот процесс может следовать за обычным обучением ребенка. На вещи будут указывать и называть и т. Д. (Turing, 1950).

Теория воплощения была внесена в искусственный интеллект, в первую очередь Родни Бруксом, который в 1980-х показал, что роботы могут быть более эффективными, если они «думают» ( планируют или обрабатывают ) и воспринимают как можно меньше. Интеллект робота ориентирован только на обработку минимального количества информации, необходимой для того, чтобы его поведение было подходящим и / или желаемым его создателем.

Другие выступали за включение архитектуры человеческого мозга и воплощения: в противном случае мы не сможем точно воспроизвести овладение языком, понимание, производство или неязыковые действия. Они предполагают, что, хотя роботы и не похожи на людей, они могут извлечь выгоду из более прочных ассоциативных связей при их оптимизации. Также роботы могут улучшиться за счет реактивности и чувствительности к стимулам окружающей среды, взаимодействия человека с машиной, мультисенсорной интеграции и языкового ввода.

Воплощенный подход к ИИ получил несколько названий разными школами исследователей, в том числе: Новый ИИ (термин Брукса), Локальный ИИ, ИИ на основе поведения и Воплощенная когнитивная наука .

Воплощенные исследования ИИ

Работа с реальными физическими системами называется воплощением в AI. Например, решающий аспект воплощения требует этой физической системы, такой как роботы. Исследователи, работающие над воплощенным ИИ, отходят от подхода, основанного на алгоритмах. Вместо этого они сначала пытаются выяснить, как работают биологические системы, затем конструируют основные правила разумного поведения и, наконец, применяют эти знания для создания искусственных систем, таких как роботы или интеллектуальные устройства. Роботы используют искусственный интеллект, чтобы взаимодействовать с физическим миром и учиться на нем. Они оснащены датчиками, которые могут импортировать данные из внешнего мира, а также системами искусственного интеллекта, которые могут анализировать и «учиться» на этих данных. 

Например, если исследователи хотели бы научить робота брать гаечный ключ, они могли бы использовать алгоритмический метод для программирования роботов с действиями, необходимыми для выполнения конечной цели (например: открытая рука, перемещение руки над гаечным ключом, закрытие руки , так далее.). С другой стороны, воплощенный подход ИИ может предусматривать стратегию обучения робота предсказанию набора потенциальных действий, заставляя его делать случайные попытки и извлекая уроки из каждого сбоя, пока он не достигнет своей цели. Автономные транспортные средства могут быть наиболее интересным применением воплощенного ИИ. Разработка бортовых технологий, которые позволяют автономным транспортным средствам узнавать о своем окружении, в частности, во время вождения. Идея состоит в том, чтобы эти транспортные средства научились водить так же, как люди: обнаруживая свое окружение и вынося суждения на основе того, что они видят. Хотя до этого типа высокофункционального воплощенного ИИ еще далеко, многие исследователи работают в этой области.

Будущее воплощенного ИИ

В то время как традиционные методы и подходы к ИИ привели к появлению множества интеллектуальных алгоритмов, которые сейчас широко используются, воплощенный подход кажется более ограниченным. Более глубокое понимание воплощенного интеллекта приведет к нескольким приложениям в области так называемых встроенных систем, которые представляют собой системы, которые автономно взаимодействуют с реальной средой, не только путем ее восприятия, но и путем ее изменения без необходимости вмешательства человека. Эти системы не являются роботами в традиционном смысле (например, они отличаются от роботов-гуманоидов), но они обладают схожими характеристиками с точки зрения интеллектуального автономного взаимодействия с текущей средой.

Критика

Исследования воплощенного познания чрезвычайно обширны и охватывают широкий спектр концепций. Методы изучения того, как воплощается наше познание, варьируются от эксперимента к эксперименту в зависимости от рабочего определения, используемого исследователями. Есть много свидетельств в пользу этого воплощения, хотя интерпретация результатов и их значение могут быть оспорены. Исследователи продолжают искать лучший способ изучить и интерпретировать теорию воплощенного познания.

Младенцы как примеры

Некоторые критикуют представление о том, что довербальные дети представляют собой идеальный канал для изучения воплощенного познания, особенно воплощенного социального познания . Может быть невозможно узнать, является ли довербальный младенец «чистой моделью» воплощенного познания, поскольку младенцы испытывают драматические изменения в социальном поведении на протяжении всего развития. 9-месячный ребенок достиг другой стадии развития, чем 2-месячный. Время поиска и измерения воплощенного познания могут не отражать воплощенное познание, поскольку младенцы развивают объектную постоянство объектов, которые они могут видеть, до того, как они развивают постоянство объекта с объектами, которых они могут коснуться. Истинное воплощенное познание предполагает, что детям нужно сначала физически взаимодействовать с объектом, чтобы понять его постоянство.

Ответ на эту критику состоит в том, что младенцы являются «идеальными моделями» воплощенного познания. Младенцы - лучшие модели, потому что они используют символы меньше, чем взрослые. Время поиска, вероятно, может быть лучшим показателем воплощенного познания, чем достижение, потому что младенцы еще не развили определенные мелкие моторные навыки . Младенцы могут сначала развить пассивный режим воплощенного познания, прежде чем они разовьют активный режим, включающий мелкую моторику.

Чрезмерное толкование?

Некоторые критикуют выводы исследователей о воплощенном познании. Исследование «карандаш в зубах» часто приводится в качестве примера этих неверно сделанных выводов. Исследователи полагали, что более быстрые ответы участников на положительные предложения, задействующие их улыбающиеся мышцы, представляют собой воплощенное познание. Однако противники утверждают, что эффект от этого упражнения был усилен или облегчен за счет задействования определенных лицевых мышц. Многие случаи стимулирующих движений тела могут быть неправильно обозначены как свидетельство воплощенного познания.

Шесть взглядов на воплощенное познание

Следующие «Шесть взглядов на воплощенное познание» взяты у Маргарет Уилсон:

  1. «Познание находится в определенном месте . Познавательная деятельность происходит в контексте реального мира и по своей сути включает восприятие и действие». Один из примеров этого - перемещение по комнате, в то же время пытаясь решить, где разместить мебель.
  2. «Познание находится под давлением времени . Мы« ум в движении »(Clark, 1997), и познание следует понимать с точки зрения того, как оно функционирует под давлением взаимодействия с окружающей средой в реальном времени». Когда вы вынуждены принять решение, выбор, который вы делаете, является результатом совокупного давления, в котором вы находитесь. В отсутствие давления решение может быть принято иначе.
  3. «Мы перекладываем когнитивную работу на окружающую среду . Из-за ограничений наших способностей к обработке информации (например, ограничений внимания и рабочей памяти) мы используем среду, чтобы уменьшить когнитивную нагрузку. Мы заставляем среду удерживать информацию или даже манипулировать ею. для нас, и мы собираем эту информацию только по мере необходимости ". Это видно, когда у людей есть календари, повестки дня, КПК или что-нибудь еще, чтобы помочь им с повседневными функциями. Мы записываем вещи, чтобы мы могли использовать информацию, когда она нам нужна, вместо того, чтобы тратить время на запоминание или кодирование ее в нашем сознании.
  4. «Окружающая среда является частью когнитивной системы . Информационный поток между разумом и миром настолько плотен и непрерывен, что для ученых, изучающих природу когнитивной деятельности, разум сам по себе не является значимой единицей анализа». Это утверждение означает, что производство когнитивной деятельности происходит не только от ума, но, скорее, это смесь ума и окружающей ситуации, в которой мы находимся. Эти взаимодействия становятся частью наших когнитивных систем. На наше мышление, принятие решений и будущее влияет наша экологическая ситуация.
  5. «Познание - для действия . Функция ума - направлять действие, и такие вещи, как восприятие и память, должны пониматься с точки зрения их вклада в соответствующее ситуации поведение». Это утверждение связано с целью восприятия и познания. Например, визуальная информация обрабатывается для определения личности, местоположения и возможностей (способов взаимодействия с объектами). Заметное анатомическое различие проводится между путями «что» (вентральный) и «где» (дорсальный) при обработке изображений. Однако обычно обозначаемый путь «где» также является путем «как», по крайней мере, частично посвященным действию.
  6. «Автономное познание основано на теле . Даже когда деятельность разума не связана с окружающей средой, она основана на механизмах, которые развились для взаимодействия с окружающей средой, то есть механизмах сенсорной обработки и моторного контроля». Лучше всего это проявляется у младенцев и детей ясельного возраста. Дети используют навыки и способности, с которыми они родились, такие как сосание, хватание и слушание, чтобы больше узнать об окружающей среде. Навыки разбиты на пять основных категорий, в которых сенсорные навыки сочетаются с моторными, сенсомоторными функциями. Пять основных навыков:
    1. Ментальные образы : визуализирует то, чего в настоящее время нет в вашем окружении. Например, представить себе будущую деятельность или вспомнить, сколько окон находится на первом этаже дома, в котором вы когда-то жили (даже если вы не считали их явно, когда жили там).
    2. Рабочая память : кратковременная память.
    3. Эпизодическая память : долговременная память о конкретных событиях.
    4. Неявная память : средства, с помощью которых мы обучаемся определенным навыкам, пока они не станут для нас автоматическими. Примером этого может быть взрослый чистящий зубы или опытный гонщик, заводящий машину.
    5. Рассуждение и решение проблем: наличие ментальной модели чего-либо улучшит подходы к решению проблем.

Критика шести утверждений

Маргарет Уилсон добавляет: «Некоторые авторы доходят до того, что жалуются на то, что фраза« ситуативное познание »ложно подразумевает, что существует также познание, которое не локализовано (Greeno & Moore, 1993, стр. 50)». Из своих шести утверждений, как она отмечает в своем резюме, «первые три и пятое утверждение, по крайней мере, частично верны, и их полезность лучше всего оценивается с точки зрения диапазона их применимости. Я считаю, что четвертое утверждение является глубоко проблематично. Шестое утверждение привлекло наименьшее внимание, но на самом деле оно может быть наиболее документированным и наиболее убедительным из шести утверждений ".

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки