CZY UMYSŁ LUDZKI DZIAŁA JAK

KOMPUTER ?

POCZĄTKI…

POCZĄTKI…



1. Bariera przed wnikaniem w umysł



2.Integracja różnych gałęzi nauki = cognitive

science (USA ’75) → wyjaśnienie przebiegu

procesów poznawczych systemów naturalnych i

sztucznych



3.Różne terminy i skład cognitive science

→ filozofia umysłu,

języka, percepcji (fil. poznania)

→ psychologia: poznawcza i rozwojowa

→ SI, informatyka, matematyka

→ lingwistyka

→ logika, antropologia

→ neuronauki: neuro: biologia, fizjologia, psychologia,

neurologia

PSYCHOLOGIA POZNAWCZA

PSYCHOLOGIA POZNAWCZA

psychologowie poznawczy zajmują się procesami

zachodzącymi w umyśle, czyli tym:



w jaki sposób spostrzegamy świat i jak go sobie przedstawiamy

 uwaga i spostrzeganie (percepcja), wyobraźnia



jak zapamiętujemy, dlaczego zapominamy  pamięć



jak używamy języka  tworzenie pojęć, posługiwanie się

językiem



jak rozwiązujemy problemy formułujemy sądy, planujemy 

myślenie, rozwiązywanie problemów podejmowanie decyzji



jak się uczymy  uczenie się



przedmiot zainteresowań psychologii poznawczej to procesy

poznawcze, pośredniczące między bodźcem a reakcją (dlatego

najbliższy psychologii poznawczej jest behawioryzm  często

mówi się o psychologii poznawczo-behawioralnej)

SZEROKIE ROZUMIENIE PROCESÓW
POZNAWCZYCH



procesy poznawcze to procesy pozwalające na stworzenie systemu

przekonań jednostki na temat siebie, świata oraz relacji między

sobą a światem (procesy rozumienia świata)



człowiek stara się zrozumieć to, co się wokół niego dzieje (interpretuje

sytuację)  nasze rozumienie zjawisk wpływa na to, jak się do nich

ustosunkowujemy i jakie działania podejmujemy



ważne jest więc nie tylko to, co człowiek odbiera, ale jak interpretuje

docierające do niego informacje  procesy poznawcze traktowane są

jako narzędzie, które pozwala dokonać takiej interpretacji



jeśli chcemy zrozumieć i przewidywać zachowanie człowieka, musimy

najpierw zrozumieć, w jaki sposób odbiera on i rozumie otaczający go

świat; kluczowe znaczenie dla zrozumienia zachowania drugiego

człowieka ma odtworzenie jego poznawczego układu odniesienia –

systemu przekonań, który wykorzystywany jest do kategoryzowania,

organizowania i rozumienia danych o otaczającym świecie

WĄSKIE ROZUMIENIE PROCESÓW
POZNAWCZYCH



procesy poznawcze to procesy przetwarzania informacji



przetwarzanie informacji polega na takim analizowaniu i
przekształcaniu napływających danych, by można je
było wykorzystać do tworzenia nowej wiedzy lub
programowania działania



tu także zwraca się uwagę na to, jak człowiek
interpretuje docierające do niego dane, ale interpretacja
ta nie ma na celu zrozumienia świata, ale:



porównanie nowych danych z już posiadanymi



nadanie tym danym takiej postaci, aby można je było

wykorzystać w dalszych fazach przetwarzania informacji

MODEL PRZETWARZANIA INFORMACJI
(LATA 60-TE)

bodziec

bodziec





uwaga

uwaga





percepcja

percepcja





pamięć

pamięć





proces myślowy

proces myślowy





decyzja

decyzja





zachowanie

zachowanie



jest to model sekwencyjny, zakłada że jeden proces

poznawczy następuje po drugim  strzałki przebiegają w

jednym kierunku! (podejście „od dołu do góry”)



doprowadziło to do pojawienia się w psychologii poznawczej

metafory komputerowej, mówiącej o tym, że mózg dział jak

komputer  operacje umysłowe przebiegają w sposób

uporządkowany, sekwencyjny

 

METAFORA KOMUTEROWA

METAFORA KOMUTEROWA



porównywała elementy ludzkiego systemu
poznawczego do analogicznych elementów
systemu komputerowego



komputer też działa wg reguły przetwarzania
bottom-up - pobiera dane na wejściu, przetwarza
je zgodnie z dostępnymi algorytmami i produkuje
informację wyjściową



komputer został zatem stworzony na
podobieństwo człowieka.

CZŁOWIEK a KOMPUTER

CZŁOWIEK a KOMPUTER



wejście i wyjście, sekwencyjność



pamięć (krótkotrwała = operacyjna, długotrwała =

twardy dysk komputera; każda informacja gdzieś

zapisana w pamięci  adres, ścieżka dostępu)



analogia między hardware (fizyczna cześć) i sofware

(oprogramowanie) komputera a ludzkim mózgiem i

„programami umysłowymi” (ludzkimi strategiami

rozwiązywania problemów)



algorytmy – przepisy rozwiązywania pewnych sytuacji

(np. jak zmontować stół)

SŁABOŚĆ METAFORY

SŁABOŚĆ METAFORY

KOMPUTEROWEJ

KOMPUTEROWEJ



ludzie zapominają, deformują

informacje, interpretują je

(komputery nie)



ludzkie przetwarzanie informacji

podlega wpływowi procesów

emocjonalnych



uszkodzenie jednej części

komputera powoduje

„zawalenie się” całego systemu,

u człowieka lokalne uszkodzenia

są kompensowane (np. słaby

wzrok dobrym słuchem)



Bolter  ludzki umysł i

komputer można traktować

kompatybilnie, tzn. są one w

pewien sposób na siebie

przekładalne, ale nie takie same

UMYSŁ JAKO SYSTEM PRZETWARZANIA
INFORMACJI



Psychologia poznawcza traktuje procesy psychiczne jako

fazy procesu przetwarzania informacji.



Pomiędzy informacją wejściową a wyjściową zachodzi

złożony proces przetwarzania danych.



Struktury poznawcze tworzą względnie spójny, dobrze

zorganizowany system, w którym występują procesy

kontroli, czyli zdolność do samoorganizacji i samoregulacji.

Potrzebne są one np. do powstrzymywania reakcji albo

wyzwolenia jej we właściwym czasie – czyli nie działamy

bezmyślnie, ale świadomie inicjujemy działania.



Przetwarzanie informacji odbywa się na wielu poziomach,

czyli może mieć różną intensywność i odbywać się na

różnych piętrach przetwarzania danych (np. sensorycznym).



Psychologia poznawcza uważa, że umysł nie jest prostym

odzwierciedleniem otaczającej rzeczywistości, ale

samodzielnie i aktywnie utworzoną konstrukcją. Nazywamy

ją POZNAWCZĄ REPREZENTACJĄ ŚWIATA (ogólny obraz

świata w umyśle).

POJĘCIE REPREZENTACJI POZNAWCZEJ



pojęcie kluczowe w psychologii poznawczej



umysł ludzki nie jest zwierciadłem, konstruuje własne reprezentacje

świata  percepcja traktowana jako proces twórczy, zależny od

tego co wiemy, od naszych nastawień



podejście

„od góry do dołu”

 przetwarzanie informacji nie jest

sekwencyjne, ale ma charakter równoległy i rozproszony



nasza pamięć wpływa na to jak spostrzegamy, od naszych procesów

myślowych zależy to, na czym skoncentrujemy uwagę



działające na człowieka informacje nie mogą być w pełni

przetworzone przez jego umysł ponieważ ma on ograniczoną

pojemność  informacje (bodźce) podlegają procesowi selekcji

(jedne są rejestrowane, inne pomijane)



to, co pamiętamy, często jest mieszaniną tego, co już wiemy i tego

co rzeczywiści spostrzegaliśmy, bo posługujemy się stereotypami,

schematami

KONCEPCJA POZIOMÓW

PRZETWARZANIA

Craik & Lockhart



każda inf jest przetwarzana przez te same struktury, ale na

różnych poziomach głębokości – rozumianej jako intensywność

obróbki danych.



brak etapów przetwarzania i odpowiadających im struktur więc nie

widzi potrzeby modeli blokowych.

Wyróżnia 3 poziomy:
I – płytki, sensoryczna analiza danych; rezultaty nietrwałe, podatne

na zakłócenia

II – głębszy – semantyczna interpretacja odbieranego bodźca;

trwalsza, bardziej odporna na zakłócenia

III – najgłębszy – uruchamia skojarzenia związane z wcześniej

odebranymi sensorycznie i przetworzonymi semantycznie

bodźcami. Umożliwia wzbogacenie wiedzy o nowe elementy lub

włączenie jej w już istniejące.

Wyróżnili też 2 typy przetwarzania:
I – związany z wtórnym obiegiem informacji na tym samym

poziomie przetwarzania. Tu dochodzi do zapominania

II – zachodzi transfer informacji na poziom głębszy dzięki

wtórnemu obiegowi na poziomie płytszym

SIECIOWE MODELE UMYSŁU



taki model ma bardziej wiarygodnie symulować prace

mózgu



przetwarzanie informacji dokonuje się dzięki aktywności

bardzo licznych choć prostych jednostek tworzących

sieć. Węzły tej sieci aktywizują się nie jeden po drugim,

ale w tym samym czasie = równolegle.



Są to sieci neuropodobne, mają warstwę wejściową,

wyjściową i pośredniczące.



Nowością w stosunku do poprzednich teorii jest

zdolność sieci do uczenia się. Sieć nic nie wie, ale po

kilku próbach potrafi znaleźć poprawną odpowiedź -

warunkiem jest informacja zwrotna. Sieć uczy się sama

wykazując zdolności do samoorganizacji i samokontroli –

jak człowiek.

CZY MASZYNA MOŻE MYŚLEĆ?

Poszukiwanie sztucznej inteligencji - kryteria:



→ naśladowanie: Test Turinga, PC
Therapist, Eliza



→ wykonywanie czynności uznanych za
inteligentne: TEORETYK LOGIKI



→ inicjowanie sensownych w danym
środowisku działań i skuteczne kierowanie
tymi działaniami: rola WIEDZY O
OTOCZENIU

… CZY KOMPUTERY DOSTATECZNIE
DOBRZE NAŚLADUJĄ LUDZI?



Czyli „dobre naśladowanie” miało być kryterium

inteligencji.



Myślenie przebiegało w ten sposób: jeśli mamy 20

odpowiedzi na pytanie „jak udowodnić twierdzenie

Pitagorasa?” i wiemy, że 10 z nich opracowali żywi ludzie

a 10 – odpowiednio zaprogramowane komputery. Nasze

zadanie polega na tym, by zgadnąć, które z odpowiedzi

są pochodzenia ludzkiego, a które komputerowego.



Kryterium dobrego naśladowania zakładało, że jeśli z

solidnym = wykluczającym przypadek,

prawdopodobieństwem odróżniamy twierdzenia ludzkie

od komputerowych, to znaczy, że komputer nie jest

dobrym naśladowcą człowieka. Ale jeśli nie potrafimy

dokonać takiego rozróżnienia – to znaczy, że jest dobrym

naśladowcą.

THE TURING TEST

ELIZA



jeden z pierwszych programów konwersacyjnych z 1966

miała zachowywać się jak terapeuta ze szkoły rogersowskiej.

ELIZA była w stanie zdać Test Turinga, gdy rozmowa trwała

krótko a rozmówca nie stosował pułapek, np.

Pacjent: źle się dziś czuję
ELIZA: powiedz mi o tym coś więcej
Pacjent: martwię się
ELIZA: czym się martwisz?
Pacjent: martwię się o matkę
ELIZA: powiedz mi coś więcej o swojej matce
Pacjent: moja matka jest ABCDE
ELIZA: co czujesz w związku z tym, ze twoja matka jest

ABCDE?

http://www.worthpublishers.com/myers5e/content/psychsim/index.

htm

TEORETYK LOGIKI – czyli czy komputer

gra w szachy?

(Newell & Simon)



program wyspecjalizowany w dowodzeniu twierdzeń matematycznych.

Zadanie programu polegało na dowodzeniu nowych zupełnie twierdzeń na

podstawie zestawu aksjomatów (twierdzeń pierwotnych), który miał

podany. Nie chodziło o to by wykazać, ze są one prawdziwe w sensie

empirycznym, ale, że da się wywieść z aksjomatów i twierdzeń

udowodnionych nowe na drodze rozumowania dedukcyjnego.



program potrafił udowodnić 38 ze zbioru 54 twierdzeń – maszyna nie

przeszukiwała całego zbioru potencjalnie dostępnych sposobów

rozwiązania, ale kierowała się tzw. HEURYSTYKAMI – zasadami

ograniczającymi zakres poszukiwania. Taki sposób nie tylko skrócił czas

pracy maszyny, ale też sprawił, że jej działanie nie było całkowicie

przewidywalne.



od pewnego poziomu złożoności system zdolny jest do zachowań wcześniej

nie zaprogramowanych, czyli nowych, oryginalnych (dało to pole do

dyskusji czy umysł ludzki jest czymś więcej niż tylko swego rodzaju

automatem).



okazało się że maszyna przejawia zdolność „UCZENIA SIĘ” na podstawie

własnych doświadczeń, a nie tylko ślepo wykonuje polecenia, zaś to

uczenie się spełnia powszechne kryterium inteligencji, jako zdolności

opierającej się na wyciąganiu wniosków z własnych czynności i ich skutków.

SENSOWNOŚĆ DZIAŁAŃ – trzecie
kryterium SI



zdolność systemu komputerowego do inicjowania

sensownych w danym środowisku działań i następnie

skutecznego kierowania tymi działaniami → system

jest inteligentny wówczas, gdy jest nie tylko

wykonawcą określonych poleceń, czyli algorytmów,

ale przede wszystkim ich sprawcą i to takim sprawcą,

który potrafi swoje działania dostosować do wymagań

sytuacji.



musi w związku z tym posiadać WIEDZĘ O

OTOCZENIU – choćby uproszczoną. Gdy takiej wiedzy

(reprezentacji) nie ma to żaden system, naturalny czy

sztuczny, nie jest w stanie sam dostrzec problemu i

rozwiązuje tylko te, które zostały mu wskazane.



to kryterium, czyli takie racjonalne sprawstwo, jest

najtrudniejsze do spełnienia i na chwile obecną nie ma

systemów, które je spełniają.

NAUKI POZNAWCZE A… ŻYCIE



Modele komputerowe mogą w istotny sposób pomóc w

zrozumieniu zaburzeń pamięci, sposobów używania i rozumienia

mowy, zaburzeń neurologicznych i chorób psychicznych.

Klasyczne metody psychiatrii i farmakologii ograniczają się

jedynie do odpowiedzi na pytanie: jak zachowa się pacjent po

podaniu takich a takich leków - modele symulacyjne pozwalają

zrozumieć mechanizmy powstawania zaburzeń i reakcji UN na

podawane leki.



Rola sieci neuronowych w diagnostyce:



Porażenie mózgowe



Parkinsonizm



Padaczka



Migreny



Zaburzenia pamięci



Choroba Alzhaimera



Schizofrenia