Teorijski modeli uma i kognitivnih procesa

dr.Nijaz IBRULJ
redovni 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 obrade
informacije
RAČUNARSKI MODEL UMA
Paradigma: analogni računar + logička struktura
Modeli HOLISTIČKOG KOGNITIVIZMA utemeljeni na fuzzy
logic, soft computing, paralelno distribuirani procesi
obrade inf.
KONEKCIONISTIČKI MODEL UMA
Paradigma: digitalni računar + neuronska struktura
2

Klasični kognitivizam
Klasični kognitivizam dijeli arhitekturu uma na kognitivne
sfere i kognitivne aktivnosti, prema neurološkom kriteriju
i neuropsihološkom kriteriju
na niže kognitivne sfere i više kognitivne sfere, odnosno
na niže kognitivne funkcije i aktivnosti (nesvjesne) i na
više kognitivne aktivnosti i funkcije (svjesne).
3

ova teorija se naslanja na fiziološka, neurocelularna i
neuroanatomska istraživanja, koja su prihvatile
neuropsihologija i psihometrija koje zastupaju
teoriju o različitim nivoima arhitekture mozga,
teoriju o razdijeljenim zonama i
teoriju o asimetričnim hemisferama mozga koje
funkcioniraju na različitim niovima: višim i nižim.
4

Niži kognitivni nivoi i primarni kognitivni procesi
percepcija
pažnja
memorija
5

Viši kognitivni nivoi i viši kognitivni procesi
mišljenje
govor
zaključivanje
učenje
razumijevanje
rješavanje problema
donošenje odluka
simbolička konstrukcija ili reprezentacija itd.
6

Holistički kognitivizam
Drugačiji pogled na arhitekturu mozga donosi i drugačije
shvatanje i drugačiju karakterizaciju arhitekture uma i
kognitivnih funkcija.
Kognitivni psiholozi, psiholingvisti, neuropsiholozi i
računarski psiholozi koji smatraju da je mozak jedinstven
sistem funkcioniranja neuronskih procesa i mentalnih
stanja međusobno povezanih i uslovljenih odbacuju
teoriju o analognim moždanim procesima koji se dijele na
više i niže i koji neurobiološki podržavaju niže i više
kognitivne procese (Churchland, 1988).
7

Teorija koja je nastala na konekcionističkom pristupu
kognitivnim procesima razvila se je na temelju istraživanja
paralelno distribuiranih neuronskih procesa u mozgu.
Filozofska teorija koja stoji u backgroundu jeste teorija o
jedinstvu uma i mozga: mentalni fenomeni su produkt
neurobioloških procesa u mozgu.
8

Dakle, teorija o anatomskoj i funkcionalnoj
organizaciji mozga u stalnoj je povezanosti s teorijama
o kognitivnoj arhitekturi uma i kognitivnim
procesima.
Pitanje koje zaslužuje najveću pažnju jeste sljedeće:
Koja je funkcionalna arhitektura spoznaje ili šta sve
treba biti u stanju učiniti jedan fizički simbolički
sistem (bio on ljudski ili mašinski) u cijelom toku
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;
(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;
(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
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