Mens
&
Machine
Maastricht
University
Taak
1
t/m
9
Leerjaar
2015
–
2016
Taak
1:
Outsourced
intelligence
Taak
2:
Brains
and
computers
Taak
3:
Episode
3
Taak
4:
Creative
Taak
5:
Adaptive
Control
of
Though
Taak
6:
Surfing
the
edge
of
chaos
Taak
7:
She’s
not
just
a
computer
Taak
8:
Trust
me
Taak
9:
The
hive
mind
,Taak
1
–
Outsourced
Intelligence
Thagard
–
Chapter
1:
Representation
and
computation
(hoort
ook
bij
taak
2)
Hoe
onze
‘mind’
werkt
en
hoe
we
mentale
taken
uitvoeren
is
een
groot
vraagstuk.
• Cognitiewetenschap:
is
de
wetenschappelijke
studie
naar
intelligent
gedrag.
Doel
is
verklaren
hoe
mensen
verschillende
vormen
van
denken
uitvoeren.
Meerdere
soorten
probleemoplossing
en
leren
worden
beschreven,
en
daarbij
wordt
ook
onderzocht
hoe
onze
‘mind’
dit
uitvoert.
o Ook
wel
de
wetenschappelijke
studie
van
mentale
processen
en
intelligentie
bij
mens
en
dier.
Het
gaat
zowel
over
kennisverwerving
en
-‐verwerking
als
over
het
vermogen
tot
redeneren
en
probleemoplossen
(intelligentie)
en
het
gebruik
van
taal.
o Cognitiewetenschap
probeert
dus
eigenlijk
te
verklaren
waarom
‘het
denken’
vaak
slecht
werkt,
bijvoorbeeld
wanneer
mensen
slechte
beslissingen
maken.
• Computers
kunnen
intelligenter
gemaakt
worden
als
we
weten
wat
mensen
intelligent
maakt.
• ‘The
mind’
onderzoeken
is
niet
gemakkelijk
en
kent
een
lange
geschiedenis:
o Over
de
eeuwen
zijn
vele
metaforen
zijn
met
‘the
mind’
vergeleken
(bv.
blank
sheets).
Het
begon
al
bij
Plato,
Aristoteles,
Descartes:
tegenstrijd
rationalisme
en
empirisme.
o In
laatste
50
jaar
zijn
er
nieuwe
metaforen
ontstaan
door
de
ontwikkeling
van
nieuwe
soorten
computers
à
veel
cognitiewetenschappers
zien
denken
als
een
soort
‘berekening
en
gebruiken
computationele
metaforen
om
menselijke
‘mind’
te
verklaren.
Zes
oprichters
van
de
cognitiewetenschap:
• George
Miller
(1956
–
gelimiteerde
capaciteit
van
het
kortetermijngeheugen).
• John
McCarthy
(formele
logica);
Marvin
Minsky
(concepten);
Newell
&
Simon
(regels).
Deze
vier
zijn
de
oprichters
van
artificiële
intelligentie
à
rond
1957.
• Noam
Chomsky:
viel
behaviorisme
aan
à
mensen
leerden
niet
door
stimulus-‐respons,
maar
door
mentale
representaties
à
liet
hij
zien
met
taal.
Rond
1959.
Cognitiewetenschappers
stellen
dat
kennis
in
onze
‘mind’
bestaat
uit
mentale
representaties.
• Kennis
kent
verschillende
mentale
representaties:
regels,
concepten,
analogieën
+
afbeeldingen.
Deze
representaties
helpen
je
bij
het
oplossen
van
problemen
in
het
dagelijks
leven.
• Mentale
procedures:
maken
gebruik
van
mentale
representaties
en
produceren
hiermee
gedachten
en
acties.
Verschillende
mentale
representaties
helpen
bij
verschillende
soorten
mentale
procedures
(bv.
representatie
van
ons
alfabet
helpt
ons
om
de
procedure
uit
te
voeren
om
een
woord
te
vormen
van
deze
letters).
Methoden
in
de
cognitiewetenschap
• Primaire
onderzoeksmethode
van
cognitiewetenschappers
is
het
uitvoeren
van
experimenten
met
menselijke
deelnemers.
Conclusies
over
hoe
onze
“mind”
werkt
moet
op
meer
gebaseerd
zijn
dan
enkel
dagelijkse
kennis
en
introspectie
à
kunnen
vertekend
beeld
geven
van
mentale
handelingen,
omdat
veel
handelingen
niet
bewust
gebeuren.
o Psychologische
experimenten
die
mentale
handelingen
op
verschillende
manieren
onderzoeken
zijn
dus
cruciaal
voor
cognitiewetenschap.
Experimenten
moeten
te
interpreteren
zijn
in
theoretisch
kader
over
deze
mentale
representaties
en
procedures.
o Beste
manier
om
dit
te
doen
is
het
vormen
en
testen
van
een
computational
model
die
hetzelfde
werkt
als
de
mentale
handeling.
Deze
modellen
kunnen
aspecten
van
menselijke
prestaties
simuleren.
• Artificiële
intelligentie:
is
een
computerwetenschap
die
zich
bezighoudt
met
intelligente
systemen.
Bij
cognitiewetenschap
zouden
computationele
modellen
en
psychologie
experimenten
samen
moeten
gaan,
maar
AI
wordt
op
veel
andere
manieren
onderzocht.
Er
worden
dus
ook
veel
andere
manieren
gebruikt
dan
psychologische
experimenten.
,• Artificiële
intelligentie:
is
het
ontwerpen,
bouwen
en
experimenteren
met
computationele
modellen
à
de
centrale
methode
van
artificiele
intelligentie
(AI).
Op
zijn
zwakst
gezegd,
is
cognitieve
wetenschap
eigenlijk
gewoon
een
som
van:
• Psychologie,
artificiële
intelligentie,
linguïstiek,
neurowetenschap,
antropologie
en
filosofie.
• Interdisciplinair
werk
is
interessant,
omdat
theoretische
en
experimentele
conclusies
over
de
“nature
of
mind”
samen
kunnen
worden
bekeken.
Complexiteit
van
menselijk
denken
kan
het
best
onderzocht
worden
door
meerdere
methoden
te
gebruiken.
• Computatie
en
representatie
is
de
beste
aanpak
om
“the
mind”
te
begrijpen.
Centrale
hypothese
van
cognitiewetenschap
is:
denken
kan
het
best
begrepen
worden
in
termen
van
structuren
in
de
“mind”
en
computationele
procedures
die
werken
op
basis
van
deze
structuren.
Dit
wordt
ook
wel
de
Computational-‐Representational
Understanding
of
the
Mind
(CRUM)
genoemd.
•
“Computatie”
en
“representatie”
kunnen
inadequaat
zijn
om
feiten
over
“the
mind”
te
kunnen
uitleggen
en
er
is
veel
onenigheid
over
de
representaties
en
computaties
die
“the
mind”
zouden
vormen
à
CRUM
is
de
meest
succesvolle
theoretische
en
experiemtnele
benadering
om
“the
mind”
te
onderzoeken
die
tot
nu
die
bestaat
à
meest
dominant
in
cognitiewetenschap.
• CRUM
heeft
dit
voor
een
groot
deel
te
denken
aan
ontwikkeling
van
computers
(analogieën).
Het
vergelijken
(analogie)
van
the
“mind”
met
computers
heeft
ons
verder
gebracht
dan
de
eerdere
metaforen
voor
the
“mind”.
• “The
mind”
bestaat
volgens
CRUM
uit:
o Mentale
representaties
zijn
gelijk
aan
datastructuren;
o
Computationele
procedures
die
gelijk
zijn
aan
algoritmes.
• Bij
een
programma
is
het
dus:
datastructuren
+
algoritmen
=
lopende
programma’s.
• En
bij
the
“mind”:
mentale
representaties
+
computationele
procedures
=
denken.
• Toch
is
CRUM
ook
incompleet:
niet
alle
aspecten
van
menselijke
gedachten
en
intelligentie
kunnen
omvat
worden
in
pure
computationele-‐representationele
termen.
Het
zou
moeten
fuseren
met
biologisch/neurowetenschappelijk
onderzoek
en
met
meer
sociale
takken.
Ook
zijn
emoties,
bewustzijn,
situatiecognitie
en
distributiecognitie
een
grote
uitdaging.
Dit
was
de
meest
dominante
analogie
(vergelijking)
in
de
cognitiewetenschap,
tot
het
brein
ook
in
beschouwing
werd
genomen
als
analogie.
Connectionist
approach
• Gaan
uit
van
een
complexe
drieweg
analogie
tussen:
the
“mind”,
het
brein
en
computers.
• Mind,
brein
en
computatie
kunnen
individueel
gebruikt
worden
om
nieuwe
ideeën
over
een
van
de
andere
2
te
krijgen.
Er
is
geen
perfect
computationeel
model
van
the
mind,
omdat
programma’s
en
computers
functioneren
van
“the
mind”
op
verschillende
manieren
bekijken.
• Neuronen
en
connectionisten
zijn
de
datastructuren;
• Vuren
van
neuronen
en
spreidende
activatie
zijn
de
algoritmen.
• “The
mind”
zien
als
computer:
een
lopend
programma
dat
algoritmes
toepast
op
datastructuren,
oftewel
denken
is
het
toepassen
van
rekenkundige
procedures
op
mentale
representaties.
Theorieën,
modellen
en
programma’s
Het
bewerkstelligen
van
een
cognitief
wetenschappelijk
model
benodigd
het
onderscheid
maar
ook
de
verbindingen
tussen
vier
cruciale
elementen:
1. (Cognitieve)
Theorie:
is
een
set
van
representerende
structuren
en
een
set
processen
die
op
basis
van
deze
structuren
werken.
2. (Computationeel)
Model:
maakt
de
structuren
en
processen
preciezer
door
ze
te
interpreteren
met
analogieën
met
computerprogramma’s,
die
bestaan
uit
datastructuren
en
algoritmen.
3. (Software)
Programma:
kan
het
model
testen
(door
het
in
te
voeren
in
een
programma).
4. (Hardware)
Platform:
is
waarop
het
programma
gedraaid
kan
worden.
, Veel
structuren
en
processen
kunnen
met
deze
vier
cruciale
elementen
worden
onderzocht
Analogie
tussen
“mind”
en
“computer”
is
handig
bij
de
3
ontwikkelingsfases
van
cognitieve
theorie:
• Discovery
(ontdekking);
Modificatie
(Bewerking)
en
Evaluation.
Het
programma
kan
op
drie
manieren
bijdragen
aan
de
evaluatie
van
model
en
theorie:
1. Helpt
om
te
laten
zien
dat
de
voorgestelde
representaties
en
processen
computationeel
te
realiseren
zijn
à
belangrijk,
omdat
veel
algoritmes
die
in
eerste
instantie
goed
lijken,
toch
niet
op
grote
problemen
toepasbaar
blijken.
2. Om
niet
enkel
de
computationele
realiseerbaarheid
te
bekijken
maar
ook
de
psychologische
plausibiliteit,
kan
het
programma
kwalitatief
toegepast
worden
op
verschillende
voorbeelden
van
denken
(computerprogramma
moet
zelfde
antwoorden
geven
als
mensen).
3. Om
een
meer
gedetailleerde
overeenkomst
te
laten
zien
tussen
theorie
en
menselijk
denken,
moet
het
programma
kwalitatief
gebruikt
worden
om
gedetailleerde
voorspellingen
te
doen
over
menselijk
denken
en
dit
kan
vergeleken
worden
met
psychologische
experimenten
(resultaten).
Evalueren
van
benaderingen
op
mentale
representaties
1. Representational
power:
hoe
veel
informatie
een
representatie
kan
uitdrukken
(meer
is
beter).
2. Computational
power:
is
wat
er
gedaan
kan
worden
met
de
mentale
representaties.
Dit
kan
bekeken
worden
met
hoe
de
mentale
representatie
de
volgende
drie
zaken
kan
verklaren:
I. Probleemoplossing:
theorie
moet
kunnen
uitleggen
hoe
mensen
hun
doelen
bereiken.
Elk
mens
is
in
staat
deze
handelingen
uit
te
voeren,
dus
moet
theorie
dit
verklaren.
i. Plannen:
hoe
je
van
initiële
staat
naar
eindstaat
komt
met
tussenstappen.
ii. Beslissingen
maken:
selecteren
van
de
beste
optie
om
doel
te
bereiken.
iii. Uitleg
geven:
jezelf
kunnen
vertellen
waarom
iets
is
gebeurd.
II. Leren:
Deel
van
intelligent
zijn
houdt
in
dat
je
leert
van
ervaringen,
dus
een
theorie
van
mentale
representaties
moet
kunnen
verklaren
hoe
mensen
leren.
III. Taal:
mens
is
enige
soort
op
aarde
dat
onze
taal
begrijpt
en
spreekt,
dus
een
theorie
moet
kunnen
verklaren
hoe
mensen
taal
begrijpen,
produceren
en
waarom
kinderen
de
universele
vaardigheid
hebben
om
onze
taal
te
begrijpen.
3. Psychological
plausibility:
theorie
moet
niet
alleen
kwalitatief
in
orde
zijn,
maar
ook
met
de
kwantitatieve
resultaten
van
psychologische
experimenten.
Relevante
experimenten
moeten
taken
op
hoog
niveau
doen:
probleemoplossing,
leren
en
taal.
Dit
criterium
verschilt
van
het
vorige,
omdat
vorige
enkel
wilde
laten
zien
dat
een
taak
computationeel
(rekenkundig)
mogelijk
is,
en
dit
criterium
moet
laten
zien
dat
mensen
er
ook
toe
in
staat
zijn.
4. Neurological
plausiblity:
een
theorie
moet
in
overeenkomst
zijn
met
de
resultaten
van
neurowetenschappelijke
experimenten,
omdat
menselijke
gedachten
(oftewel
mentale
representaties)
worden
geproduceerd
door
het
menselijk
brein.
5. Practical
applicability:
ook
al
is
het
belangrijkste
doel
om
“the
mind”
te
begrijpen,
zal
het
begrip
van
the
mind
ook
moeten
leiden
tot
praktische
toepassingen
à
dit
kan
leiden
tot
verbeteringen
in
het
onderwijs,
intelligente
systemen,
mentale
stoornissen,
etc.
Deze
5
criteria
evalueren
de
6
verschillende
benaderingen
van
mentale
representaties:
logica,
regels,
concepten,
afbeeldingen,
cases
en
verbindingen.
Samenvatting
• Onderzoekers
in
de
psychologie,
artificiële
intelligentie,
linguïstiek,
neurowetenschap,
antropologie
en
filosofie
onderzoeken
“the
mind”
op
verschillende
manieren,
maar
het
samenvoegen
van
deze
methoden
zou
de
beste
interpretatie
zijn
om
“the
mind”
te
begrijpen.
• Cognitiewetenschap
beschouwt
verschillende
theoretische
benaderingen
die
zich
bezighouden
met
menselijke
mentale
representaties
en
procedures
die
analoog
zijn
aan
de
representaties
en
procedures
van
computerprogramma’s.
