Слайд 1 - Виртуальная лаборатория когнитивной науки

ВВЕДЕНИЕ
В КОГНИТИВНУЮ
НАУКУ
2007/2008
Исследования внимания
в контексте когнитивной науки
Исследования внимания
в контексте когнитивной науки
Метафоры внимания:
Фильтр
Прожектор
Резервуар
(электросеть)
Психология внимания и нейронаука:
проблема локуса селекции
Дональд Бродбент,
Энн Трейсман -модели ранней селекции
Диана и Энтони Дойч,
Дональд Норман -модели поздней селекции
Уильям Джонстон,
Стивен Хайнц (1990) и др. -идея множественной (гибкой) селекции
Психология внимания и нейронаука:
проблема локуса селекции
Нилли Лави (1995): зависимость
локуса селекции от загрузки
системы переработки
информации
Какую из гипотез подтверждают
данные нейрофизиологии?
Исследование обработки нерелевантной информации
в зависимости от загрузки системы переработки
информации со стороны поставленной задачи.
Зависимость обработки нерелевантной
информации от загрузки системы
переработки информации со стороны
поставленной задачи
Где регистрировать сигнал?
Лица!
Движение!
Места!
Зависимость обработки нерелевантной
информации от загрузки системы
переработки информации со стороны
поставленной задачи
Типы задач:
(1) «низкая загрузка»: зрительный анализ слова
(определить, написано ли оно строчными или
заглавными буквами);
(2) «высокая загрузка»: анализ количества слогов в
слове (необходимо его проговорить!).
MOUSE
Зависимость обработки нерелевантной
информации от загрузки системы
переработки информации со стороны
поставленной задачи
Если загрузка не
влияет на отбор, то
либо 1 = 2 = 3 = 4,
либо (1 = 2) > (3 = 4)
Если загрузка влияет
на отбор, то 1>3, 2 =
4
Зависимость обработки нерелевантной
информации от загрузки системы
переработки информации со стороны
поставленной задачи
Экспериментально-психологическое
подтверждение?
Эффект водопада!
http://www.psy.bun.kyoto-u.ac.jp/ashida/MAEWWW/MAE.html
Зависимость обработки нерелевантной
информации от загрузки системы
переработки информации со стороны
поставленной задачи
Нейропсихологическое следствие?
Синдром одностороннего
пространственного
игнорирования и «угасания»:
если центральная загрузка высока,
помехи со стороны правой
половины зрительного поля
снижаются
(Lavie & Robertson, 2001).
Исследования внимания
в контексте когнитивной науки
Психология внимания и
лингвистика: роль внимания
в построении высказывания
Рассел Томлин (1997):
выбор подлежащего определяется
фокусом внимания
Методика подсказки:
Майкл Познер и др. (1978)
+
*
+
*

Методика подсказки:
Майкл Познер и др. (1978)
Подсказка:
центральная-периферическая
верная-неверная
Общее правило: верно подсказанный объект
«выигрывает» в скорости обработки всегда.
Методика подсказки:
Майкл Познер и др. (1978)
«Центральная» подсказка:
- полное время
произвольного направления
внимания -- 400 мс
Время реакции
- выигрыш и проигрыш
320
300
280
260
240
220
200
Верная
«Периферическая» подсказка:
- выигрыш без проигрыша (через 200 мс)
- «торможение возврата» (через 500 мс)
Нейтр.
Неверная
Подсказка
Модификация методики подсказки
в лингвистическом эксперименте
Внимание и языки:
новая постановка проблемы
лингвистической относительности
Английский язык: действительный либо страдательный залог.
A boy strokes a cat.
A cat is stroked by a boy.
Русский язык: как правило, только действительный залог.
Мальчик гладит кота.
Внимание и языки:
новая постановка проблемы
лингвистической относительности
Влияет ли фокус внимания на построение
высказывания в русском языке?
A black fish eats a white fish.
A white fish is eaten by a black fish.
Черная рыба ест белую рыбу.
[……] Черная рыба ест белую рыбу.
Значимые задержки в построении фразы, если
«страдательная» рыба должна стать подлежащим
(А. Мячиков, 2004)
Исследования внимания
в контексте когнитивной науки
Внимание и искусственный
интеллект: проблемы
робототехники
Симона Фринтроп и VOCUS (2005)
Подробнее см.: http://www.informatik.uni-
Внимание и искусственный
интеллект: проблемы
робототехники
Симона Фринтроп и VOCUS (2005)
Практическая задача:
избежать информационных перегрузок, т.е.
не загружать компьютер лишними
вычислениями при анализе зрительной
сцены
Механизм избегания перегрузок?
ВНИМАНИЕ
Внимание и искусственный
интеллект: робототехника
Как внимание направляется на искомый
объект?
Энн Трейсман: теория интеграции признаков
Когда поиск осуществляется легко, а когда с
трудом?
Ищем
БЕЛУЮ
ВЕРТИКАЛЬНУЮ
ЛИНИЮ
Зависимость скорости поиска от количества объектов
Время реакции
1500
1000
а
б
500
0
10
20
30
40
Количество объектов
а) поиск целевого стимула, отличающегося по одному признаку
б) поиск целевого стимула, заданного сочетанием признаков
Асимметрия
зрительного
поиска
Асимметрия зрительного
поиска
ТЕОРИЯ ИНТЕГРАЦИИ ПРИЗНАКОВ
По данным
нейрофизиологии
(напр., Zeki, 1978)
Внимание и искусственный
интеллект: робототехника
Факты в поддержку теории интеграции признаков:
- нейрофизиологические основы анализа признаков
- различия в скорости поиска по одному признаку и по
сочетанию признаков
- «эффект выскакивания»
- зависимость скорости поиска по сочетанию признаков от
количества стимулов
- асимметрия зрительного поиска
- «иллюзорные соединения» (ошибки связывания при
отвлечении внимания)
Внимание и искусственный
интеллект: робототехника
VOCUS Симоны Фринтроп (2005)
Входное изображение
Карты признаков
VOCUS Симоны Фринтроп (2005)
Построение карт признаков:
механизм “центр-окружение” в работе
ганглиозных клеток сетчатки (1960-е гг.)
VOCUS Симоны Фринтроп (2005)
Входное изображение
Карты признаков
Карты наиболее заметных
положений
Суммарная
пространственная карта
Торможение
возврата
Механизм поиска
максимума
“Направление внимания”
Внимание и искусственный
интеллект: робототехника
Симона Фринтроп и VOCUS (2005)
Исследования внимания
в контексте когнитивной науки
Психология внимания, лингвистика,
культурная антропология
и робототехника:
проблема обучения робота
в естественных условиях
«Совместное внимание»
• отвлечение от прежнего фокуса внимания и следование
взгляду другого;
• использование взгляда другого для поиска полезной
информации и получения знаний;
• следование указательному жесту и его использование
для организации внимания другого;
• «социальное соотнесение».
«Совместное внимание»
Этапы развития:
«Каскад» нарушений
психического развития:
• «экологический»
ранний детский аутизм
• «геометрический»
• протоимперативное
указание
Возможная причина: нарушение
работы «зеркальных нейронов»
в нижнелобной извилине
• протодекларативное
указание
Мирелла Дапретто,
исследование с использованием
ФМРТ, 2005
Джеймс Херфорд, 2005:
гипотеза о роли «зеркальных
нейронов» в освоении языка
«Совместное внимание»
и обучение мобильных роботов:
«геометрическое» поведение
младенца
«Совместное внимание»
и обучение мобильных роботов:
«геометрическое» поведение
младенца
Совместное внимание и
разработка виртуальных сред
От телеконференций …
… к «виртуальным
двойникам».
Совместное внимание и
разработка виртуальных сред
Мультимедийная лаборатория
университета Карнеги-Меллон:
к истокам когнитивной науки…
http://amp.ece.cmu.edu/projects/NetICE/
Проблема
переживания
«присутствия»
(presence)
Совместное внимание и
разработка виртуальных сред
Дистанционное научное
сотрудничество:
мечты или реальность?
Проблема
моделирования
совместного внимания
в командной работе!