《自然》新论文:人们是如何建模问题域以及制订计划?

22-05-21 banq

最近一篇论文发表在《自然》杂志上:提出了一种研究人类是如何进行计划、规划或建模的新方法。

例如在国际象棋中
  1. 一个完整的游戏可表示表达为:棋盘、不同的棋子、棋子如何移动和如何获胜的规则等等。
  2. 然后,计算一个计划策略中可能涉及的模拟移动、反移动以及它们行动的结果,这样能找到一个有希望的行动序列。

有关计划的工作人们通常集中在模拟行动序列的第二阶段,例如,研究人们用来模拟国际象棋动作的启发式方法。
而该论文则针对第一阶段一个长期存在的问题:人们是如何形成问题的描述与表示?(类似需求的描述)

50多年前,艾伦-纽维尔和赫伯特-西蒙提出了计划是由两部分组成的观点:
  1. 描述或表示或表达一个问题(例如,对国际象棋的棋子和规则进行建模)
  2.  在这种表达中模拟行动(例如,使用模型进行启发式搜索)


该论文发现:人们会形成临时的、简化的问题模型,称为任务构解。
人们会以用不同的方式来构思问题,而且他们会形成有利于有效计划的构思。
我们把这种战略性地构思和感知问题的过程称为价值引导的构解。

你可以用照片和地图的区别来类比价值引导的构解:
例如,想象一下,你正在计划一次跨国旅行。你不会用一张高分辨率的卫星照片来计划你的旅行,因为它包括太多无关的细节(树木、房屋、汽车等)。你真正想要的是一张包括相关细节而排除不相关细节的地图。
当然,相关性取决于其他因素:
  • 如果你骑自行车,你需要一张自行车地图;
  • 如果你开车,你需要一张道路地图。

因此,我们对价值引导的构解的解释旨在解释人脑如何灵活地构建适合一个人当前目标和情况的简化 "认知地图"。

该论文提出:人们既在计算构解(即从他们的问题模型中添加/删除细节)的同时,也在计算计划(例如,在测试最佳行动是否改变时)。
有许多不同的方法来实现这种计算,但这个过程的最终目的是找到一个既有用又简单的构解,即它只包括解决手头问题所需的那些细节。
该论文预测了哪些构解将是有用和简单的,而其实验结果表明,人们形成的构解是有用和简单的。




结论
这种方法能够在心理学、神经科学和计算机科学的经典方法之间建立起联系。
特别是,价值引导的构解结合了关于认知控制、注意力和结构化表征的想法,同时强调了关于它们之间互动的新问题:
例如,操纵构解的需要如何塑造我们如何学习世界的更基本表征,如物体对象概念?
此外,通过对构解过程的一般的、计算性的描述,我们可以系统地研究它在心理学其他领域(例如,在洞察力问题解决或社会互动中)的作用,并将这些想法应用于人工智能和人机交互等领域。


banq:其实是根据当前上下文对问题精简以及策划规划以后的行动路线,如果你当前上下文中只有自行车,那么你的地图中呈现的只是适合自行车行驶的道路,而你驾驶汽车,汽车行驶的道路就突出,不要人行和自行车道路,这种上下文情况下,你实际已经对地图进行了删减抽象,也就是对问题域实现了有偏见的抽象,这正是:带着红色眼镜看到都是红色,带着绿色眼镜看到的绿色。
问题领域是这样被建模了,带有上下文色彩的抽象。对于后续解决方案,如何到达目标,也有这种删除细节不重要节点的抽象,只要走几个关键点就能迅速达到目标,这些点为战略要点。

“在我们就问题达成一致之前谈论解决方案是没有意义的,在我们就解决方案达成一致之前谈论实施步骤也是没有意义的。” —Efrat Goldratt-Ashlag


 

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