Kognitivni model
Kognitivni model je približavanje životinjskih kognitivnih procesa (uglavnom ljudskih) za potrebe razumevanja i predviđanja. Kognitivni modeli mogu se razvijati u okviru ili bez kognitivne arhitekture, iako ovo nije uvek lako razlikovati.
Za razliku od kognitivne arhitekture, kognitivni modeli imaju tendenciju da budu fokusirani na jedan kognitivni proces ili fenomen (npr. listi učenja), kako dva ili više više procesa vrše interakciju (npr. vizuelna pretraga ili donošenje odluka), ili u previđanju ponašanja za specifični zadatak (npr. kako će pokretanje novog softverskog paketa uticati na produktivnost). Kognitivne arhitekture imaju tendenciju da budu fokusirane na strukturne osobine modelnog sistema i pomažu pri ograničavanju razvoja kognitivnih modela u kognitivnoj arhitekturi. Isto tako, razvoj modela pomaže pri informisanju ograničenja i nedostacima arhitekture. Neke od najpopularnijih arhitektura za kognitivno modeliranje obuhvataju ACT-R i Grlo[1].
Istorija[uredi | uredi izvor]
Kognitivno modelovanje je istorijski razvijeno u okviru kognitivne psihologije / kognitivne nauke (uključujući ljudske faktore), a dobilo je priloge iz oblasti mašinskog učenja i veštačke inteligencije. Postoje mnoge vrste kognitivnih modela i oni mogu da se kreću od kutija-i-strelica dijagramima do skupa jednačina u programima koji su u interakciji sa istim alatima koje ljudi koriste da završe zadatke (npr. kompjuterskog miša i tastature).
Kutija-i-strelica modeli[uredi | uredi izvor]
Broj ključnih termina se koristi da opiše procese koji su uključeni u percepciji, skladištenju i produkciji govora. Ulazni signal je govorni signal koje dete čuje koji uglavnom dolazi od starijeg govornika. Izlazni signal je iskaz proizveden od deteta. Neviđeni psihološki događaji koji se dešavaju između dolaska ulaznog signala i proizvodnje govora su fokus psiholingvističkih modela. Događaji koji obrađuju ulazni signal se nazivaju ulazni procesi, dok događaji koji obrađuju proizvodnju govora se nazivaju izlazni procesi. Neki aspekti obrade govora su se ipak dešavaju onlajn – to jest, oni se javljaju tokom aktuelne percepcije ili tokom proizvodnje govora i time zahtevaju učešće od resursa u vidu pažnje posvećenih zadatku govora. Ostali procesi se ipak odvijaju u pozadini mentalne obrade deteta više nego za vreme koje je posvećeno govoru.
U ovom smislu, onlajn obrada se ponekad definiše kao dešavanje u realnom vremenu, dok za oflajn obradu nema vremena (Hevlet, 1990). U kutija-i-strelice psiholingvističkih modelima, svaki hipotezirani nivo reprezentacije ili obrade može biti predstavljen u dijagramu kao „kutija“, a odnos između njih kao „strelica“, a otuda i ime. Ponekad, kao u modelima Smit, 1973 i Muški, 1978 koji je opisan kasnije u ovom radu, strelice predstavljaju dodatne procese onome što je prikazano u kutijama. Takvi modeli čine eksplicitnim hipotezirane informacije o obradi aktivnosti sprovedene u određenoj kognitivnoj funkciji (kao što su jezik), na način analogan kompjuterskim dijagramima toka koji opisuju procese i odluke koji sprovodi taj program. Kutija-i-strelice modeli se razlikuju u broju neviđenih psiholoških procesa. Neki modeli imaju samo jednu ili dve kutije između ulaznih i izlaznih signala (npr. Muški, 1978; Smit, 1973), dok drugi imaju više kutija i oni predstavljaju složene odnose između više različitih informacija za obradu događaja (npr. Hevlet, 1990; Hevlet, Gibon i Koen-Mekenzi, 1998; Stekhaus i Vells, 1997). Najvažnije kutije, međutim, i izvor mnogih mogućih debata predstavlja osnovni prikaz (ili UR). U suštini, osnovni prikaz snima informacije uskladištene u umu deteta o rečima koje zna i koristi. Kao što će opis sledećih nekoliko modela ilustrovati, priroda ovih informacija kao i tip(ovi) reprezentacije prisutne u bazi znanja deteta su zadobili pažnju istraživača već neko vreme[2].
Računarski modeli[uredi | uredi izvor]
Računarski model je matematički model u računarskim naukama koji zahteva obimne kompjuterske mogućnosti da proučava ponašanje složenog sistema sa kompjuterskim simulacijama. Sistem pod studijama je često složeni nelinearni sistem za koji jednostavna i intuitivna analitička rešenja nisu dostupna. Umesto izvođenja matematičkog analitičkog rešenja određenog problema, eksperimentisanje sa modelom se vrši promenom parametara sistema na računaru i proučavanje razlike u ishodu eksperimenta. Teorije rada modela se mogu izvesti iz ovih računarskih eksperimenata. Primeri uobičajenih računarskih modela za prognozu vremena su modeli Simulator Zemklje, Simulator letenja, molekularni modeli sklapanja proteina i neuronski mrežni modeli.
Simbolički[uredi | uredi izvor]
Uglavnom su izraženi u karakterima, obično brojevima koji zahtevaju prevod pre nego što se mogu koristiti.
Hibridni[uredi | uredi izvor]
Hibridni računarski modeli su modeli koji pokazuju karakteristike analognih računara i digitalnih računara. Digitalna komponenta obično služi kao kontroler i obezbeđuje logičke operacije, dok analogne komponente normalno služe pri rešavanju diferencijalnih jednačina.
Dinamički sistemi[uredi | uredi izvor]
U tradicionalnom pristupu računarima, na reprezentacije se gleda kao na statičke strukture diskretnih simbola. Saznanje se odvija tako što se transformiše statički simbol strukture u diskretnim koracima, u nizovima. Senzorna informacija se transformiše u simboličke ulaze koje proizvode simbolički izlazi koji se transformišu u motorne izlaze. Ceo sistem funkcioniše u tekućem ciklusu.
Ono što nedostaje u ovom tradicionalnom gledištu jeste da ljudi spoznaju šta se dešava neprestano i u realnom vremenu. Rušenje procesa u diskretnim vremenskim intervalima ne može u potpunosti uhvatiti takvo ponašanje. Alternativni pristup je da se definiše sistem sa (1) stanjem sistema u svakom trenutnu, (2) ponašanje, definisano kao promena tokom vremena u ukupnom stanju i (3) u postavljenom stanju ili prostoru tog stanja što predstavlja totalitet ukupnih sistemskih stanja[3]. Sistem se razlikuje po tome što sva ova stanja pripadaju zajedno; to jest, promena u bilo kom aspektu sistema zavisi od drugih aspekata sistema[4].
Tipičan dinamički model formalizovan na nekoliko diferencijalnih jednačina koje opisuje promene stanja tog sistema tokom vremena. Na taj način, oblik prostora mogućih trajektorija i unutrašnjim i spoljnim silama koje oblikuju specifičnu putanju koja se razvija vremenom, umesto fizičke prirode osnovnih mehanizama koji manifestuju dinamiku, nose objašnjenja sile. Na ovaj dinamički pogled, parametarski ulazi menjaju unutrašnju dinamiku sistema, umesto navodeći interno stanje koje opisuje neko spoljno stanje.
Rani dinamički sistemi[uredi | uredi izvor]
Asocijativna memorija[uredi | uredi izvor]
Rani rad u primeni dinamičkih sistema mogu se naći u modelu Hopfildove mreže[5][6]. Ove mreže su predložene kao model za asocijativnu memoriju. One predstavljaju nervni nivo memorije, modeliranje sistema od oko 30 neurona koji mogu biti u uključenom ili isključenom stanju.
Jezik sticanja[uredi | uredi izvor]
Uzimajući u obzir evolutivni razvoj ljudskog nervnog sistema i povezanosti mozga sa drugim organima, Elman je predložio da jezik i spoznaju treba tretirati kao dinamički sistem, a ne digitalni simbolički proces[7].
Kognitivni razvoj[uredi | uredi izvor]
Klasična greška razvoja, A-ne-B greška, je istraživana u kontekstu dinamičkih sistema[8][9]. Pronađeno je da deca starosti do dve godine često prave ovakvu grešku kada su u potrazi za skrivenim predmeta u pesku. Nakon saznanja da je igračka skrivena na lokacija A i ponovljene pretrage više puta na toj lokaciji, dvogodišnjaci počnu da traže igračku na lokaciji B.
Lokomocija[uredi | uredi izvor]
Jedan predloženi mehanizam dinamičkog sistema dolazi iz analize kontinuiranog vremena ponovljenih neuronskih mreža (CTRNNs). Fokusirajući se na izlaz neuronskih mreža, a ne njihovih stanja i ispitivanju međusobno povezanih mreža Centralni obrazac generatora (COG) može se koristiti za predstavljanje sistema kao što su pokreti noge u toku hodanja[10]. Ovaj COG sadrži tri motorna neurona: da kontroliše stopalo, zamah unazad i zamah efektora unapred. Izlazi iz mreže pokazuju da li je stopalo gore ili dole i koliko velika sila se koristi za generisanje obrtnog momenta u zglobu noge. Jedna od karakteristika je da su izlazni neuroni uvek ili uključeni ili isključeni. Druga karakteristika je da su stanja kvazi-stabilna, što znači da će se najverovatnije dogoditi prelazak u drugo stanje. Jednostavan obrazac generatora struje predviđen je da bude kamen temeljac dinamičkog sistema. Skupovi neurona koji prelaze iz jednog stanja u drugo su definisani kao dinamički moduli. U teoriji, ovi modeli mogu da se kombinuju da se stvore veća kola od kojih su, zapravo, izrađeni dinamički sistemi. Međutim, detalji o tome kako ova kombinacija funkcioniše nisu razrađeni.
Vidi još[uredi | uredi izvor]
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ Wickens, C. D. & Hollands, J. G. (2000). Engineering psychology and human performance. (3rd Ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall.
- ^ Bejker, Elise (2001-06-01). „Psycholinguistic Models of Speech Development and Their Application to Clinical Practice”. Journal of Speech, Language and Hearing Research. 44: 685—702.
- ^ van Gelder, T. (1998). The dynamical hypothesis in cognitive science. Behavioral and Brain Sciences, 21, 615-665.
- ^ van Gelder, T. & Port, R. F. (1995). It's about time: An overview of the dynamical Approach to cognition. In R.F. Port and T. van Gelder (Eds.), Mind as motion: Explorations in the Dynamics of Cognition. (pp. 1-43). Cambridge, MA: MIT Press.
- ^ Hopfield, J. J. (1982). Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities. PNAS, 79, 2554-2558.
- ^ Hopfield, J. J. (1984). Neurons with graded response have collective computational properties like those of two-state neurons. PNAS, 81, 3088-3092.
- ^ Elman, J. L. (1995). Language as a dynamical system. In R.F. Port and T. van Gelder (Eds.), Mind as motion: Explorations in the Dynamics of Cognition. (pp. 195-223). Cambridge, MA: MIT Press.
- ^ Spencer, J. P., Smith, L. B., & Thelen, E. (2001). Tests of dynamical systems account of the A-not-B error: The influence of prior experience on the spatial memory abilities of two-year-olds. Child Development, 72(5), 1327-1346.
- ^ Thelen E., Schoner, G., Scheier, C., Smith, L. B. (2001). The dynamics of embodiment: A field theory of infant preservative reaching. Behavioral and Brain Sciences, 24, 1-86.
- ^ Chiel, H. J., Beer, R. D., & Gallagher, J. C. (1999). Evolution and analysis of model CPGs for walking. Journal of Computational Neuroscience, 7, 99-118.
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
