dr.Nijaz IBRULJredovni profesor Univerziteta u Sarajevu

E-mail : nijaz.ibrulj@ff.unsa.ba

UVOD U KOGNITIVNU ZNANOST

Tema # 3

Teorijski modeli uma i kognitivnih procesa

MODELI UMA I MODELI KOGNITIVNIH PROCESA

� Modeli KLASIČNOG KOGNITIVIZMA utemeljeni na crisp logic, Booleovim funkcijama, serijskoj vezi obradeinformacije

� RAČUNARSKI MODEL UMA

� Paradigma: analogni računar + logička struktura

� Modeli HOLISTIČKOG KOGNITIVIZMA utemeljeni na fuzzy logic, soft computing, paralelno distribuirani procesiobrade inf.

KONEKCIONISTIČKI MODEL UMA

Paradigma: digitalni računar + neuronska struktura

2

Klasični kognitivizam

�� KKlasični kognitivizam dijeli arhitekturu uma na kognitivne lasični kognitivizam dijeli arhitekturu uma na kognitivne sfere i kognitivne aktivnosti, prema neurološkom kriteriju sfere i kognitivne aktivnosti, prema neurološkom kriteriju i neuropsihološkom kriteriju i neuropsihološkom kriteriju

�� na niže kognitivne sfere i više kognitivne sfere, odnosno na niže kognitivne sfere i više kognitivne sfere, odnosno na niže kognitivne funkcije i aktivnosti (nesvjesne) i na na niže kognitivne funkcije i aktivnosti (nesvjesne) i na više kognitivne aktivnosti i funkcije (svjesne). više kognitivne aktivnosti i funkcije (svjesne).

3

�� ova ova teorija se naslanja teorija se naslanja na fiziološka, neurocelularna i na fiziološka, neurocelularna i neuroanatomska istraživanja, koja su prihvatile neuroanatomska istraživanja, koja su prihvatile neuropsihologija i psihometrija koje zastupaju neuropsihologija i psihometrija koje zastupaju

�� teoriju o različitim nivoima arhitekture mozga,teoriju o različitim nivoima arhitekture mozga,

�� teoriju o razdijeljenim zonama i teoriju o razdijeljenim zonama i

�� teoriju o asimetričnim hemisferama mozga koje teoriju o asimetričnim hemisferama mozga koje funkcioniraju na različitim niovima: višim i nižim. funkcioniraju na različitim niovima: višim i nižim.

4

Niži kognitivni nivoi i primarni kognitivni procesi Niži kognitivni nivoi i primarni kognitivni procesi

��percepcija percepcija

��pažnjapažnja

��memorijamemorija

5

Viši kognitivni nivoi i viši kognitivni procesiViši kognitivni nivoi i viši kognitivni procesi

�� mišljenje mišljenje

�� govorgovor

�� zaključivanje zaključivanje �� zaključivanje zaključivanje

�� učenjeučenje

�� razumijevanje razumijevanje

�� rješavanje problema rješavanje problema

�� donošenje odluka donošenje odluka

�� simbolička konstrukcija ili reprezentacija itd.simbolička konstrukcija ili reprezentacija itd.

6

Holistički kognitivizam

�� Drugačiji pogled na arhitekturu mozga donosi i drugačije Drugačiji pogled na arhitekturu mozga donosi i drugačije shvatanje i drugačiju karakterizaciju arhitekture uma i shvatanje i drugačiju karakterizaciju arhitekture uma i kognitivnih funkcija. kognitivnih funkcija.

�� Kognitivni psiholozi, psiholingvisti, neuropsiholozi i Kognitivni psiholozi, psiholingvisti, neuropsiholozi i računarski psiholozi koji smatraju da je psiholozi koji smatraju da je mozak jedinstven mozak jedinstven sistem funkcioniranja neuronskih procesa i mentalnih sistem funkcioniranja neuronskih procesa i mentalnih stanja međusobno povezanih i uslovljenihstanja međusobno povezanih i uslovljenih odbacuju odbacuju teoriju o analognim moždanim procesima koji se dijele na teoriju o analognim moždanim procesima koji se dijele na više i niže i koji neurobiološki podržavaju niže i više više i niže i koji neurobiološki podržavaju niže i više kognitivne procese (Churchland, 1988). kognitivne procese (Churchland, 1988).

7

�� Teorija koja je nastala na konekcionističkom pristupu Teorija koja je nastala na konekcionističkom pristupu kognitivnim procesima razvila se je na temelju istraživanja kognitivnim procesima razvila se je na temelju istraživanja paralelno distribuiranihparalelno distribuiranih neuronskih procesa u mozgu. neuronskih procesa u mozgu.

�� Filozofska teorija koja stoji u backgroundu jeste Filozofska teorija koja stoji u backgroundu jeste teorija o teorija o �� Filozofska teorija koja stoji u backgroundu jeste Filozofska teorija koja stoji u backgroundu jeste teorija o teorija o jedinstvu uma i mozgajedinstvu uma i mozga: ment: mentaalni fenomeni su produkt lni fenomeni su produkt neurobioloneurobiološških procesa u mozgu.kih procesa u mozgu.

8

�� Dakle, teorija o anatomskoj i funkcionalnoj Dakle, teorija o anatomskoj i funkcionalnoj organizaciji mozga u stalnoj je povezanosti s teorijama organizaciji mozga u stalnoj je povezanosti s teorijama o kognitivnoj arhitekturi uma i kognitivnim o kognitivnoj arhitekturi uma i kognitivnim procesima. procesima.

�� Pitanje koje zaslužuje najveću pažnju jeste sljedeće: Pitanje koje zaslužuje najveću pažnju jeste sljedeće: �� Pitanje koje zaslužuje najveću pažnju jeste sljedeće: Pitanje koje zaslužuje najveću pažnju jeste sljedeće:

�� Koja je funkcionalna arhitektura spoznajeKoja je funkcionalna arhitektura spoznaje ili šta sve ili šta sve treba biti u stanju učiniti jedan fizički simbolički treba biti u stanju učiniti jedan fizički simbolički sistem (bio on ljudski ili mašinski) u cijelom toku sistem (bio on ljudski ili mašinski) u cijelom toku spoznajnog procesa?spoznajnog procesa?

9

Sadržaj kognitivnog modela

� Jedan kognitivni model mora biti sposoban da obavi stanovit broj generalnih zadataka koji mu daju kompetenciju na svim nivoima, od vizualnog preko semantičkog do konkluzivnog.

� Lista kognitivnih zadataka koju navodi Arnold Trehub u svojoj studiji “The Cognitive Brain” .

10

Jedan kognitivni model treba biti sposoban da:

� (1) analizira / opiše objekt kao entitet koji daje stimulaciju;

� (2) predstavi relativnu lokaciju objekta u trodimenzionalnom prostoru;

� (3) vidi objekt najmanje u jednoj situaciji i da ga kasnije prepozna bez obzira na kasnije promjene u veličini ili poziciji u prostoru; prostoru;

� (4) traži i locira objekt koji će biti naučen ako je prisutan u jednom kompleksnom prizoru;

� (5) rekonstruira približan izgled objekta ili sliku naučenog objekta ako je on odsutan;

� (6) konstruira i nauči nove slike putem kombinacije dijelova objekata i prizora kojih se prisjeća iz repertoara učenja ili memorije; 11

� (7) prepozna naučene obrasce uprkos nekompletnim ili degradiranim inputima;

� (8) otkloni nejasnosti / dvosmislenosti u stimulaciji i da sekvencijalno prepozna naučeni obrazac ako je model prezentiran u kompleksnom obliku;

� (9) otkrije, nauči i sjeti se prostornih odnosa između objekata u jednom prizoru; jednom prizoru;

� (10) ako je dat proizvoljni input obrasca, odgovori serijom indikatora prepoznavanja i njihovih povezanih slika iz memorije;

� (11) nauči supstancijalne sekvence vizualnog inputa i da se kasnije sjeti bar djelova sadržaja slike izabrane sekvence u korektnom vremenskom poretku;

� (12) nauči i sjeti se imena svakog naučenog entiteta;

12

� (13) uredi i stavi u odnos unutarnje reprezentacije kao ekvivalente subjekta i predikata u iskaznoj strukturi;

� (14) generira sekvence povezanih zaključaka;

� (15) zamisli ili se drugačije prisjeti, ako je model prisutan imenom, svoje reprezentacije objekta, entiteta, karakteristike ili veze za koju ime stoji;

� (16) kontrolira svoje ponašanje u skladu s motivacijskim � (16) kontrolira svoje ponašanje u skladu s motivacijskim potrebama;

� (17) doda neke indikatore vrijednosti za neki stvarni ili zamišljeni prizor ili epizodu;

� (18) isplanira, izvrši i nauči sekvence svojeg vlastitog ponašanja koje vodi ka okruženjima ili epizodama u kojima susreće svoje motivacijske potrebe

13

Budućnost modeliranja inteligencije

� Interaktivni čovjek-računar model

�Čovjek kao ambijent inteligentnog prostora� (pokriven informacijskim i komunikacijskim tehnologijama)

� Svemir kao ambijent inteligentnog prostora� (pokriven informacijskim i komunikacijskim tehnologijama)

14