Пси-теория

Пси-теория , разработанная Дитрихом Дёрнером в Бамбергском университете , представляет собой системную психологическую теорию, охватывающую 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 стимулы направляют и модулируют перцептивную и когнитивную обработку, что позволяет автономно ставить цели и достигать их в открытой среде.

Помимо мотивационной и эмоциональной системы, Пси-теория предлагает нейро-символическую модель репрезентации, которая кодирует семантические отношения в иерархической распространяющейся 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, предназначенную для поддержания гомеостатического баланса в условиях динамической среды.

Представительство

Пси-теория предполагает иерархические сети узлов как универсальный способ представления декларативного , процедурного и неявного знания . Эти узлы могут кодировать локализованные и распределенные представления. Активность системы моделируется с использованием модулированного и направленного распространения активации внутри этих сетей.

Планы, эпизоды, ситуации и объекты описываются с помощью формализма семантической сети , который опирается на фиксированное количество заранее определенных типов связей, которые особенно кодируют причинно-следственную упорядоченность и партономические иерархии (теория определяет четыре основных типа связей). Специальные узлы (представляющие нейронные цепи) контролируют распространение активации и формирование временных или постоянных ассоциаций и их диссоциаций.

Память

В любой момент времени пси-агент обладает моделью мира ( образом ситуации ). Это экстраполируется на ветвящийся горизонт ожиданий (состоящий из ожидаемых событий и активных планов). Кроме того, в рабочей памяти содержится и гипотетическая модель мира , которая используется для сравнений при распознавании и при планировании.

Образ ситуации постепенно переводится в эпизодическую память (протокол). Путем избирательного распада и подкрепления части этой долговременной памяти обеспечивают автоматизированные поведенческие процедуры и элементы планов ( процедурная память ).

Атомы планов и последовательностей действий представляют собой тройки (частичного, иерархического) описания ситуации, образующие условие, оператор (иерархическое описание действия) и ожидаемый результат операции как другое (частичное, иерархическое) описание ситуации. Описания объектов (в основном декларативные) также являются частью долговременной памяти и продуктом процессов восприятия и возможностей. Ситуации и операторы в долговременной памяти могут быть связаны с мотивационной релевантностью, которая играет важную роль в воспроизведении и подкреплении. Операции над содержимым памяти подвержены эмоциональной модуляции.

Восприятие

Восприятие основано на концептуальных гипотезах , которые направляют распознавание предметов, ситуаций и эпизодов. Восприятие, основанное на гипотезах («HyPercept»), понимается как восходящая (управляемая данными и контекстно-зависимая) выдача гипотез, чередующаяся с проверкой сверху вниз. Приобретение схематических иерархических описаний и их постепенная адаптация и пересмотр можно охарактеризовать как ассимиляцию и аккомодацию .

Восприятие, основанное на гипотезах, — это универсальный принцип, который применим к зрительному восприятию, слуховому восприятию, интерпретации дискурса и даже интерпретации воспоминаний. Восприятие подвержено эмоциональной модуляции.

Диски

Деятельность системы направлена на удовлетворение конечного набора первичных, заранее определенных влечений (или побуждений). Все цели — это ситуации, которые связаны (путем обучения) с удовлетворением побуждения, или ситуации, способствующие достижению такой ситуации (сюда также входит абстрактное решение проблем, эстетика, поддержание социальных отношений и альтруистическое поведение). Эти побуждения отражают требования системы: несоответствие между целевым значением спроса и текущим значением приводит к появлению позывного сигнала, пропорционального отклонению и который может породить мотив.

Существует три категории приводов:

Физиологические влечения (такие как еда, вода, поддержание физической целостности), которые ослабляются за счет потребления соответствующих ресурсов и усиливаются метаболическими процессами системы, или наносят ущерб (целостность).
Социальные стремления ( принадлежность ). Потребность в принадлежности является индивидуальной переменной и корректируется на основе раннего опыта. Его необходимо через регулярные промежутки времени удовлетворять внешними сигналами легитимности (подаваемыми другими агентами в качестве сигнала принятия и/или удовлетворения) или внутренними сигналами легитимности (создаваемыми выполнением социальных норм). Оно усиливается социальной фрустрацией ( сигналы антилегитимности ) или мольбными сигналами (требованиями других агентов о помощи, которые создают как страдание из-за фрустрации стремления к присоединению, так и обещание удовлетворения).
Когнитивные стимулы ( снижение неопределенности и компетентности ). Снижение неопределенности поддерживается за счет исследования и разочаровывается несоответствием ожиданиям и/или неспособностью создать ожидания. Компетенция состоит из компетенции, специфичной для задачи (и может быть приобретена путем исследования области задачи) и общей компетентности (которая измеряет способность выполнять требования в целом). Стремление к компетентности расстраивается из-за реальных и ожидаемых неудач в достижении цели. Когнитивные влечения подвержены индивидуальным различиям и требуют регулярного удовлетворения.

Изменения системных требований отражаются в «сигнале удовольствия» или «сигнале бедствия», который используется как для подкрепления изучения ассоциаций между требованиями и целями, так и эпизодических последовательностей и сценариев поведения, ведущих к этим целям.

Когнитивная модуляция и эмоции

Когнитивная обработка подчиняется глобальным модуляционным параметрам, которые адаптируют когнитивные ресурсы системы к окружающей и внутренней ситуации. Эти модуляторы контролируют поведенческие тенденции (готовность к действию посредством общей активации или возбуждения), стабильность активного поведения/выбранных целей (порог выбора), скорость ориентационного поведения (частота выборки или порог фиксации), а также ширину и глубину распространения активации при перцептивной обработке. , извлечение памяти и планирование (уровень активации и разрешения). Эффект и диапазон значений модулятора могут варьироваться индивидуально.

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. Чтобы моделировать эмоции, нам нужна когнитивная система, которую можно модулировать, чтобы адаптировать использование ресурсов обработки и тенденции поведения.

В пси-теории эмоции интерпретируются как конфигурационная установка когнитивных модуляторов наряду с измерением удовольствия/дистресса и оценкой когнитивных потребностей. Феноменологические качества эмоций обусловлены влиянием модуляторных настроек на восприятие и когнитивное функционирование (т.е. восприятие дает различные представления о памяти, себе и окружающей среде в зависимости от модуляции), а также опытом сопутствующих физических ощущений, возникающих в результате воздействия конкретных настроек модулятора на физиологию системы (например, путем изменения мышечного напряжения, функций пищеварения, артериального давления и т. д.). Переживание эмоций как таковых (т.е. наличие эмоций) требует рефлексивных способностей. Прохождение модуляции является необходимым, но не достаточным условием переживания ее как эмоции.

Мотивация

Мотивы – это сочетание стремлений и цели. Цели представлены ситуацией, которая обеспечивает удовлетворение соответствующего побуждения. Одновременно могут действовать несколько мотивов, но для определения выбора поведения агента выбирается только один. Выбор доминирующего мотива зависит от ожидаемой вероятности удовлетворения связанного с ним побуждения и силы позывного сигнала. (Это также означает, что агент может оппортунистически удовлетворить другое побуждение, если ему предоставлена такая возможность.)

Устойчивость доминантного мотива по отношению к другим активным мотивам регулируется с помощью параметра порога отбора , который зависит от актуальности требования и индивидуальной дисперсии.

Обучение

Перцептивное обучение включает в себя ассимиляцию/приспособление новых/существующих схем посредством восприятия, основанного на гипотезах. Процедурное обучение зависит от усиления ассоциаций действий и предусловий (ситуаций, которые позволяют эти действия) с аппетитными или аверсивными целями, что запускается сигналами удовольствия и дистресса. Абстракции можно изучать 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).

Последовательность действий и представление объекта/ситуации усиливаются при использовании. Неявные знания (особенно сенсомоторные способности) могут быть приобретены посредством нейронного обучения.

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

Решение проблем

Решение задач направлено на поиск пути между данной ситуацией и целевой ситуацией, на завершение или реорганизацию мысленных представлений (например, выявление связей между ситуациями или недостающих признаков 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 построить план. Если планирование не удается, система прибегает к исследованию (или переключается на другой мотив). Решение проблем зависит от контекста (контекстная подготовка обеспечивается ассоциативной предварительной активацией ментального содержания) и подлежит модуляции.

Стратегии, охватывающие решение проблем, являются экономными. Их можно проанализировать и реорганизовать в соответствии с обучением и опытом. Многие продвинутые стратегии решения проблем невозможно адекватно смоделировать без предположения о лингвистических способностях.

Язык и сознание

Язык следует объяснять как синтаксически организованные символы, обозначающие концептуальные представления, и поэтому модель языка начинается с модели ментальной репрезентации. Язык расширяет познание, обеспечивая категориальную организацию понятий и помогая мета-познанию. (Познание не интерпретируется Пси-теорией как расширение языка.)

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

Оценка

Оценивать пси-теорию в экспериментальной парадигме сложно, не в последнюю очередь из-за множества постулируемых ею свободных переменных. Предсказания и положения Пси-теории в основном качественные. Там, где 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, возникающих при разработке агента для решения проблем и обучения.

Частичным исключением из этого правила является эмоциональная модель, которая была протестирована в виде набора экспериментов по компьютерному моделированию. Хотя он содержит множество свободных переменных, определяющих настройки параметров модулятора и реакцию на мотивационное давление, его можно адаптировать к людям в поведенческих экспериментах и тем самым продемонстрировать аналогичные характеристики в экспериментальных условиях для разных типов личности. ^[2]^[4]^[5] Набор параметров также можно адаптировать к окружающей среде с помощью эволюционного моделирования; свободные параметры эмоционально-мотивационной модели позволяют воспроизводить личностные различия. ^[6]

Пси-теорию также можно интерпретировать как спецификацию когнитивной архитектуры.

Архитектура МикроПси

MicroPsi — это когнитивная архитектура, созданная Иоша Бахом в Берлинском университете имени Гумбольдта и Институте когнитивных наук Оснабрюкского университета . ^[7]^[8] MicroPsi расширяет представления пси-теории с помощью таксономии , наследования и лингвистической маркировки; Распространяющиеся сети активации MicroPsi позволяют осуществлять нейронное обучение , планирование и ассоциативный поиск .

Первое поколение MicroPsi (2003–2009 гг.) реализовано на Java и включает в себя структуру для редактирования и моделирования программных агентов с использованием сетей распространения активации, а также 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 представления знаний. ^[10]

OpenCog

OpenCog включает Когнитивная архитектура простую реализацию пси-теории, получившую название OpenPsi. Он включает в себя интерфейсы к роботам Hanson Robotics для моделирования эмоций.

Литература

Дитрих Дёрнер: Проект души . Ровольт, 1999 г., ISBN 978-3-498-012885 (на немецком языке).
Дитрих Дёрнер, Кристина Бартль, Франк Детье, Юрген Гердес, Дороти Халькур, Харальд Шауб, Ульрике Старкер: Механика автомобиля души. Нейронная теория регуляции действия . Издатель Ханс Хубер, 2002 г., ISBN 3-456-83814-X (на немецком языке).
Дитрих Дёрнер и К. Доминик Гюсс (2013). PSI: Вычислительная архитектура познания, мотивации и эмоций. Обзор общей психологии, 17 , 297–317.
Иоша Бах: Принципы синтетического интеллекта. PSI: Архитектура мотивированного познания. Издательство Оксфордского университета, 2009 г., ISBN 978-0-195-370676 .

Ссылки

^ Дёрнер, Д. (1999): Проект души. Рейнбек: Ровольт
^ Перейти обратно: ^а ^б Дорнер Д., Бартл К., Детье Ф., Гердес Дж., Халькур Д., Шауб Х., Старкер У. (2002): Механика колесницы души. Нейронная теория регуляции действия. Берн, Геттинген, Торонто, Сиэтл: Verlag Hans Huber
^ Бах, Дж. (2009). Принципы синтетического интеллекта. PSI: Архитектура мотивированного познания . Издательство Оксфордского университета, 303–312.
^ Детье, Ф. (2000): Сравнение PSI-теории с поведением человека в сложной задаче. В Н. Таатгене и Дж. Османе (ред.), Труды Третьей Международной конференции по когнитивному моделированию. 86-93. КС Венендал: Universal Press
^ Дорнер, Д. (2003): Математика эмоций. Материалы ICCM-5, Международная конференция по когнитивному моделированию, Бамберг, Германия.
^ Дорнер, Д., Гердес, Дж. (2005): Война и мир мышей. Опвис., К. (ред.): Proceedings of KogWis 2005, Базель.
^ Бах, Дж. (2003): Архитектура агента MicroPsi. В материалах ICCM-5, Международной конференции по когнитивному моделированию, Бамберг, Германия: 15-20.
^ Бах Дж., Вуин Р. (2003): Проектирование агентов с использованием сетей узлов MicroPsi. В материалах KI 2003, Ежегодная немецкая конференция по искусственному интеллекту. LNAI 2821, Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. 164–178
^ Бах, Дж. (2006): MicroPsi: набор инструментов когнитивного моделирования, достигающий совершеннолетия . В материалах 7-й Международной конференции по когнитивному моделированию: 20-25.
^ Бах, Дж. (2012). MicroPsi 2: следующее поколение MicroPsi Framework. Материалы пятой конференции по общему искусственному интеллекту (AGI 2012), Оксфорд, Великобритания: 11–20.

Внешние ссылки

MicroPsi - когнитивная архитектура, основанная на пси-теории
Advanced Magic - обработка естественного языка с использованием пси-теории в приложениях искусственного интеллекта.
Моделирование когнитивных и эмоциональных последствий перенаселенности
Команда по человеческому фактору IABG – применение пси-теории
Модель эмоций, личности и действий PSI
Теория эмоций
Межкультурные коммуникации в Йенском университете – применение пси-теории

[1] Дёрнер, Д. (1999): Проект души. Рейнбек: Ровольт

[dörner2002-2] Перейти обратно: ^а ^б Дорнер Д., Бартл К., Детье Ф., Гердес Дж., Халькур Д., Шауб Х., Старкер У. (2002): Механика колесницы души. Нейронная теория регуляции действия. Берн, Геттинген, Торонто, Сиэтл: Verlag Hans Huber

[Bach2009-3] Бах, Дж. (2009). Принципы синтетического интеллекта. PSI: Архитектура мотивированного познания . Издательство Оксфордского университета, 303–312.

[4] Детье, Ф. (2000): Сравнение PSI-теории с поведением человека в сложной задаче. В Н. Таатгене и Дж. Османе (ред.), Труды Третьей Международной конференции по когнитивному моделированию. 86-93. КС Венендал: Universal Press

[5] Дорнер, Д. (2003): Математика эмоций. Материалы ICCM-5, Международная конференция по когнитивному моделированию, Бамберг, Германия.

[6] Дорнер, Д., Гердес, Дж. (2005): Война и мир мышей. Опвис., К. (ред.): Proceedings of KogWis 2005, Базель.

[7] Бах, Дж. (2003): Архитектура агента MicroPsi. В материалах ICCM-5, Международной конференции по когнитивному моделированию, Бамберг, Германия: 15-20.

[8] Бах Дж., Вуин Р. (2003): Проектирование агентов с использованием сетей узлов MicroPsi. В материалах KI 2003, Ежегодная немецкая конференция по искусственному интеллекту. LNAI 2821, Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. 164–178

[9] Бах, Дж. (2006): MicroPsi: набор инструментов когнитивного моделирования, достигающий совершеннолетия . В материалах 7-й Международной конференции по когнитивному моделированию: 20-25.

[10] Бах, Дж. (2012). MicroPsi 2: следующее поколение MicroPsi Framework. Материалы пятой конференции по общему искусственному интеллекту (AGI 2012), Оксфорд, Великобритания: 11–20.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]