Имитационное обучение
Имитационное обучение — это тип социального обучения , при котором новое поведение приобретается посредством подражания . [1] Подражание помогает в общении , социальном взаимодействии и способности модулировать свои эмоции , чтобы учитывать эмоции других, и «необходимо для здорового сенсомоторного развития и социального функционирования». [1] Способность сопоставлять свои действия с действиями, наблюдаемыми у других, встречается у людей и животных; [1] имитационное обучение играет важную роль в культурном развитии человека. [2] Имитационное обучение отличается от обучения с наблюдением тем, что оно требует дублирования поведения, демонстрируемого моделью, тогда как обучение с наблюдением может происходить, когда учащийся наблюдает нежелательное поведение и его последующие последствия и в результате учится избегать такого поведения.
Подражательное обучение у животных
[ редактировать ]На самом базовом уровне исследования, проведенные А.Л. Саггерсоном, Дэвидом Н. Джорджем и Р.С. Хани, показали, что голуби способны научиться базовому процессу, который приведет к вручению награды, наблюдая за голубем-демонстратором. [3] Голубя-демонстратора обучали клевать панель в ответ на один стимул (например, красный свет) и прыгать на панель в ответ на второй стимул (например, зеленый свет). После того как у голубя-демонстратора было установлено умение выполнять эту задачу, других голубей-учеников поместили в камеру наблюдения с видеонаблюдением. После каждого второго наблюдаемого испытания этих голубей-обучающихся по отдельности помещали в ящик для голубей-демонстраторов и проводили тот же тест. Голуби-ученики продемонстрировали компетентное выполнение задания, и, таким образом, был сделан вывод, что голуби-ученики во время наблюдения сформировали ассоциацию ответ-результат. Однако исследователи отметили, что альтернативная интерпретация этих результатов может заключаться в том, что голуби-обучающиеся вместо этого приобрели ассоциации «результат-реакция», которые определяли их поведение, и что необходимо дальнейшее тестирование, чтобы установить, является ли это действительной альтернативой.
Аналогичное исследование провел Чеслер, в котором сравнивались котята, которые учатся нажимать на рычаг для получения еды после того, как увидели, как это делает их мать, с котятами, которые этого не делали. [4] Был предъявлен стимул в виде мерцающего света, после чего котенок должен нажать на рычаг, чтобы получить пищевое вознаграждение. В эксперименте проверялись реакции трех групп котят: тех, которые сначала наблюдали за действиями своей матери, прежде чем пытаться выполнить задание, тех, которые наблюдали за действиями странной самки, и тех, у кого не было демонстратора, и им приходилось выполнять задание методом проб и ошибок ( контрольная группа ). Исследование показало, что котята, которые наблюдали за своей матерью перед выполнением задания, освоили реакцию нажатия на рычаг быстрее, чем котята, которые наблюдали за реакцией незнакомой самки. Котята, выполнявшие задание методом проб и ошибок, так и не получили ответа. Этот результат предполагает, что котята учились, подражая модели. Исследование также предполагает, было ли примат имитационного обучения, в отличие от ошибки в конце пробы , обусловлен социальной и биологической реакцией на мать (тип предвзятости обучения ).
Возникает ли у животных настоящее подражание, это дискуссионная тема. Чтобы действие было примером подражательного обучения, животное должно наблюдать и воспроизводить конкретный образец движений, производимый моделью. Некоторые исследователи предложили доказательства того, что истинное подражание не встречается у неприматов и что наблюдаемое обучение включает в себя менее когнитивно сложные средства, такие как усиление стимулов. [5] [6]
Шимпанзе более склонны к обучению путем подражания , чем истинного подражания. Исключением являются культивируемые шимпанзе , которых воспитывают так, как если бы они были детьми. В одном исследовании Баттельмана и др. Было обнаружено, что выращенные в культуре шимпанзе ведут себя так же, как маленькие дети, и имитируют даже те действия, которые не способствуют достижению желаемой цели. [7] В других исследованиях истинного подражания шимпанзе, вовлеченные в культуру, даже имитировали поведение модели через некоторое время после первоначального наблюдения за ней. [8] [9]
Подражательное обучение у людей
[ редактировать ]Имитационное обучение хорошо описано у людей; их часто используют в качестве группы сравнения в исследованиях имитационного обучения у приматов. [8] [9] В исследовании Хорнера и Уайтена сравнили действия (не выращенных в культуре) шимпанзе с человеческими детьми и обнаружили, что дети чрезмерно имитировали действия без необходимости. [10] В ходе исследования детям и шимпанзе в возрасте от 3 до 4 лет была показана серия действий, позволяющих открыть непрозрачную коробку-головоломку с наградой внутри. Два действия были необходимы, чтобы открыть коробку, а одно — нет, однако испытуемые об этом не знали. Демонстратор выполнил все три действия, чтобы открыть коробку, после чего и шимпанзе, и дети попытались выполнить задание. И дети, и шимпанзе скопировали все три поведения и получили награду внутри коробки. На следующем этапе исследования вместо непрозрачного ящика использовалась прозрачная коробка. Благодаря прозрачности этого ящика было ясно видно, что одно из трёх действий не обязательно для получения награды. Шимпанзе не совершали лишнего действия, а выполняли только два действия, необходимые для достижения желаемой цели. Маленькие дети имитировали все три действия, несмотря на то, что они могли выборочно игнорировать несущественные действия.
Одно из объяснений этого состоит в том, что люди следуют условностям. Исследование Клегга и Легара проверило это, продемонстрировав метод изготовления ожерелья маленьким детям. [11] В демонстрациях модель добавила шаг, который не был необходим для достижения конечной цели — завершения ожерелья. В одной из демонстраций модель использовала языковую подсказку, чтобы сообщить детям, что изготовление ожерелья имеет важное значение, например: «Я собираюсь сделать ожерелье. Давайте посмотрим, что я делаю. Я собираюсь сделать ожерелье». [12] В другой демонстрации модель использовала языковые подсказки, чтобы дать понять, что она делает ожерелье в соответствии с общепринятыми правилами, например: «Я всегда делаю это так. Все всегда делают это так. Давайте посмотрим, что я делаю. Все всегда делают это так. способ." [12] В обычных условиях дети копировали модель с большей точностью, включая ненужные шаги. В инструментальном состоянии ненужную ступень не копировали. Исследование предполагает, что дети понимают, когда подражать, рассматривая условности как важную причину для копирования поведения, чтобы соответствовать условностям. Получение сигналов о правильном поведении от действий других, а не использование независимых суждений, называется предвзятостью конформизма .
Недавние исследования показали, что люди также подвержены другим предубеждениям при выборе поведения, которому подражать. Люди подражают людям, которых они считают успешными в той области, в которой они также хотят добиться успеха (предвзятость успеха), а также уважаемым, престижным людям, у которых другие предпочитают учиться (предвзятость престижа). [13] В исследовании Чудека и др. использовался сигнал внимания, чтобы указать детям, что конкретная модель престижна. [14] В эксперименте с двумя моделями, играющими с игрушкой по-разному, на престижность указывали два наблюдателя, наблюдавшие за престижной моделью в течение 10 секунд. Исследование показало, что дети улавливали сигнал, который означал престиж, и предпочтительно имитировали престижную модель. Исследование предполагает, что такие предубеждения помогают людям улавливать прямые и косвенные сигналы того, что человек обладает знаниями, которые стоит изучить.
Эти сигналы могут привести к тому, что люди будут имитировать вредное поведение. Подражательные самоубийства происходят, когда человек, пытающийся покончить жизнь самоубийством, копирует метод попытки самоубийства, о котором он слышал или видел в средствах массовой информации, при этом количество попыток, наблюдаемых после самоубийств знаменитостей, значительно возрастает (см. Эффект Вертера ). Самоубийства могут распространяться через социальные сети подобно эпидемии из-за того, что большие группы людей имитируют поведение модели или группы моделей (см. « Вызов синего кита »).
Имитационное обучение в робототехнике
[ редактировать ]Инициативное обучение может использоваться в робототехнике как альтернатива традиционному обучению с подкреплением . Традиционные алгоритмы обучения с подкреплением начинаются с выполнения случайных действий, а им остается самостоятельно определить правильную последовательность действий для достижения цели. Однако этот подход может оказаться неудачным в робототехнике, где функция вознаграждения может быть чрезвычайно разреженной (например, робот либо добивается успеха, либо терпит неудачу, без промежуточного результата). Если для успеха требуется, чтобы робот выполнил сложную последовательность действий, алгоритму обучения с подкреплением может быть сложно добиться прогресса в обучении. Имитационное обучение можно использовать для создания набора успешных примеров, на которых алгоритм обучения с подкреплением сможет учиться, попросив человека-исследователя вручную пилотировать робота и записывать предпринятые действия. Эти успешные примеры могут направить алгоритм обучения с подкреплением на правильный путь лучше, чем просто случайные действия. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Ганос С., Огрзал Т., Шницлер А., Мюнхау А. (сентябрь 2012 г.). «Патофизиология эхопраксии/эхолалии: отношение к синдрому Жиля де ла Туретта». Мов. Разлад . 27 (10): 1222–9. дои : 10.1002/mds.25103 . ПМИД 22807284 . S2CID 22422642 .
- ^ Привет С. (5 августа 2012 г.). «Зерно и мельницы: о культурных истоках культурного обучения» . Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci . 367 (1599): 2181–91. дои : 10.1098/rstb.2012.0120 . ПМК 3385685 . ПМИД 22734061 .
- ^ Саггерсон, Джордж; Мед (2005). «Имитационное изучение ассоциаций стимул-реакция и реакция-результат у голубей». Журнал экспериментальной психологии: процессы поведения животных . 31 (3): 289–300. дои : 10.1037/0097-7403.31.3.289 . ПМИД 16045384 .
- ^ Чеслер, П. (1969). «Материнское влияние на обучение котят путем наблюдения». Наука . 166 (3907): 901–903. Бибкод : 1969Sci...166..901C . дои : 10.1126/science.166.3907.901 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 5345208 . S2CID 683297 .
- ^ Бирн, Ричард В.; Руссон, Энн Э. (1998). «Обучение путем подражания: иерархический подход». Поведенческие и мозговые науки . 21 (5): 667–684. дои : 10.1017/S0140525X98001745 . ISSN 0140-525X . ПМИД 10097023 . S2CID 988905 .
- ^ Зенталл, Томас Р. (2006). «Имитация: определения, доказательства и механизмы». Познание животных . 9 (4): 335–353. дои : 10.1007/s10071-006-0039-2 . ISSN 1435-9448 . ПМИД 17024510 . S2CID 16183221 .
- ^ Буттельманн, Дэвид; Карпентер, Малинда; Позвони, Жозеп; Томаселло, Майкл (2007). «Инкультурированные шимпанзе подражают рационально». Наука развития . 10 (4): Ф31–Ф38. дои : 10.1111/j.1467-7687.2007.00630.x . ISSN 1467-7687 . ПМИД 17552931 .
- ^ Jump up to: а б Бьорклунд, Дэвид Ф.; Юнгер, Дженнифер Л.; Беринг, Джесси М.; Рэган, Патрисия (2002). «Обобщение отложенного подражания у инкультурированных шимпанзе (Pan troglodytes)». Познание животных . 5 (1): 49–58. дои : 10.1007/s10071-001-0124-5 . ISSN 1435-9448 . ПМИД 11957402 . S2CID 11537264 .
- ^ Jump up to: а б Томаселло, Майкл; Сэвидж-Рамбо, Сью; Крюгер, Энн Кейл (1993). «Имитационное обучение действиям на предметы детьми, шимпанзе и инкультурированными шимпанзе». Развитие ребенка . 64 (6): 1688–1705. дои : 10.2307/1131463 . ISSN 0009-3920 . JSTOR 1131463 . ПМИД 8112113 .
- ^ Хорнер, Виктория; Уайтен, Эндрю (2005). «Причинное знание и переключение имитации / эмуляции у шимпанзе (Pan troglodytes) и детей (Homo sapiens)». Познание животных . 8 (3): 164–181. дои : 10.1007/s10071-004-0239-6 . ISSN 1435-9448 . ПМИД 15549502 . S2CID 1949770 .
- ^ Клегг, Дженнифер М.; Легар, Кристин Х. (19 декабря 2015 г.). «Инструментальные и традиционные интерпретации поведения связаны с различными результатами в раннем детстве». Развитие ребенка . 87 (2): 527–542. дои : 10.1111/cdev.12472 . ISSN 0009-3920 . ПМИД 26682522 .
- ^ Jump up to: а б Клегг, Дженнифер М.; Легар, Кристин Х. (19 декабря 2015 г.). «Инструментальные и традиционные интерпретации поведения связаны с различными результатами в раннем детстве». Развитие ребенка . 87 (2): 527–42. дои : 10.1111/cdev.12472 . ISSN 0009-3920 . ПМИД 26682522 .
- ^ Генрих, Дж.; Брош, Дж. (2011). «О природе сетей передачи культуры: данные фиджийских деревень о предвзятости адаптивного обучения» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 366 (1567): 1139–1148. дои : 10.1098/rstb.2010.0323 . ISSN 0962-8436 . ПМК 3049092 . ПМИД 21357236 .
- ^ Чудек, Мацей; Хеллер, Сара; Берч, Сьюзен; Генрих, Джозеф (2012). «Культурное обучение, ориентированное на престиж: различное внимание стороннего наблюдателя к потенциальным моделям влияет на обучение детей». Эволюция и поведение человека . 33 (1): 46–56. doi : 10.1016/j.evolhumbehav.2011.05.005 .
- ^ Тяньхао Чжан; Зои Маккарти; Оуэн Джоу; Деннис Ли; Си Чен; Кен Голдберг; Питер Аббил (06 марта 2018 г.). «Глубокое имитационное обучение для сложных задач манипулирования с помощью телеоперации в виртуальной реальности». arXiv : 1710.04615v2 [ cs.LG ].