Rappresentazione delle Conoscenze. la natura delle rappresentazioni mentali cosè una...
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Rappresentazione delle Conoscenze
la natura delle rappresentazioni mentali
cos’è una rappresentazione?
definizione molto generale
una rappresentazione è qualcosa che “sta per” qualcos’altro
esempio come rappresentare l’altezza dei quattro rettangoli?
o numeri
la lunghezza dei segmenti deve corrispondereall’altezza dei rettangoli
7 5 6 3
i numeri devono corrispondereall’altezza dei rettangoli
utilizzando segmenti
il linguaggio del pensiero
• la psicologia cognitivista studia come la mente elaboragli stimoli che riceve dal mondo
• è necessario postulare che il sistema cognitivo compia delle operazioni su rappresentazioni del mondo
• il sistema cognitivo manipola oggetti mentali che rappresentano le informazioni provenienti dall’ambiente
dibattito
qual è la natura delle rappresentazioni mentali?
rappresentazioni
esterne interne
pittoriche linguistiche
simboliche distribuite(reti neurali)
analogiche(immagini,
modelli mentali)
proposizionali(proposizioni)
rappresentazioni
esterne
pittoriche linguistiche
i Siamesi possiedono un corpo snello e affusolato, il mantello sfumato e occhi blu a mandorla; hanno zampe lunghe e sottili, il pelo corto e chiaro su tutto il corpo, con aree più scure sul muso, sulle orecchie, sulle zampe e sulla coda.
rappresentazioni
interne
simboliche distribuite
analogiche(immagini,
modelli mentali)
proposizionali(proposizioni,linguistiche)
che cos’è un simbolo?
• rappresenta un significato• legato a questo significato da una relazione convenzionale
di riferimento• i simboli sono manipolabili al posto dei significati
esempioun uomo primitivo vuole scambiare le sue pecore e quelle della suocera con la grotta del suo vicino
l’uomo non sa quante sono le sue pecore, né quante sono quelle della suocera perché non conosce i numeri e non sa contare
cosa può fare?
visto che è un uomo intelligente decide di fare così:
•prende un sassolino per ogni pecora
•fa sfilare le pecore davanti a sè (le sue e quelle della suocera)
•mette tutti i sassolini in un mucchio
•porta il mucchio di sassolini dal vicino e gli propone l’affare
•quando il vicino gli chiede quante sono le pecore gli risponde
“sono tante così” sparpagliando tutti i sassolini e dicendo che ogni sassolino sta per una pecora
l’uomo primitivo ha creato un sistema di simboli
ogni sassolino sta per (rappresenta) una pecora
per ogni pecora si aggiunge un sassolino
mettere tutti i sassolini in uno stesso mucchio
riflessione le parole sono simboli?
rete semantica
rappresentazioni simboliche
mangia
animale
gattocane
è un
ha la proprietà
pesce
• ogni simbolo (nodo) rappresenta un concetto
• le relazioni tra concetti sono rappresentate da un codice proposizionale
• tra concetti e significati la relazione è arbitraria
proposizionali(proposizioni)
simboliche
analogiche(immagini,
modelli mentali)
riproducono le relazioni strutturali e le caratteristiche distintive di ciò che viene rappresentato
come se si trattasse di una riproduzione fisica (es. fotografia del gatto siamese)
proposizionali(proposizioni)
simboliche
analogiche(immagini,
modelli mentali)
rappresentazioni astratte che non contengono le caratteristiche fisiche di ciò che rappresentano(es. descrizione del gatto siamese)
rappresentazione analogica
rappresentazione proposizionale
la panca la capra …
la panca la capra …
il codice proposizionale
codice mentale universale
evidenzia le relazioni tra i concetti
MANGIARE (GATTO, PESCE)
questa notazione
deriva da un sistema logico denominato “calcolo dei predicati”
è utilizzata per descrivere i processi cognitivi che fanno uso delle rappresentazioni proposizionali
MANGIARE è il predicato
rappresenta la relazione esistente tra gli altri elementi della frase
GATTO è il soggetto
chi o la cosa che effettua l’azione
PESCE è l’ oggetto
chi o la cosa subisce l’azione
MANGIARE (GATTO, PESCE)
simboliche distribuite
analogiche(immagini,
modelli mentali)
proposizionali(proposizioni)
interne
cfr. manuale, da pag. 136 a pag. 138, figura 7.3)
rappresentazioni distribuite
nessuna unità singola veicola la conoscenza rappresentata
ciascun nodo (unità) contribuisce contemporaneamente alla rappresentazione di diversi concetti
animale graffia
gattocane
abbaia miagola coda pelo
connessionismo approccio diffuso nella psicologia cognitiva a partire dagli anni ‘80
spiega i processi mentali tramite la simulazione del funzionamento del sistema nervoso
i neuroni connessi tra loro si attivano contemporaneamente
elaborazione in parallelo
le informazioni sono elaborate in sequenza
diversi stadi di elaborazionesi attivano uno dopo l’altro
il calcolatore tradizionale il sistema nervoso
in una rete neurale
è la configurazione complessivadi attivazione che determina la rappresentazione di un concetto
g a t t o
gatto topo
p
rappresentazione distribuita della conoscenzale informazioni sono elaborate da diverse unità (neuroni) che si attivano nello stesso momento
rappresentazione delle conoscenze procedurali
le conoscenze procedurali si riferiscono a
come si fanno le cose, come si utilizzano gli oggetti o come si possono raggiungere gli obiettivi
sapere come si usa una sapere cos’è una
bicicletta bicicletta
le informazioni procedurali sono rappresentate sottoforma di regole di produzione
strutture “se…. allora”
che mettono in relazione concetti o eventi con un dato comportamento
esempi
• se vedi un leone allora devi scappare• se vuoi spendere poco allora è meglio se non vai al
ristorante• se cerchi Paolo allora prova a chiamarlo in ufficio
script (copione) Schank e Abelson, 1977
sorta di schema che descrive in termini generali come si fa qualcosa.
rappresentazione mentale di una
procedura abituale e stereotipata
esempi
fare un acquisto in un negozio, andare dal parrucchiere, inserire il rullino nella macchina fotografica, cambiare la gomma bucata …
menù
entrare
mangiare
pagare
uscire
script
è uno schema
molte informazioni non sono esplicite nella rappresentazione schematica e devono essere inferite
ristorante
• secondo Kosslyn (1994) sono una forma di rappresentazione fondamentale separata dalle rappresentazioni proposizionali
“Da lungo tempo l’immaginazione visiva gioca un ruolo centrale nelle spiegazioni filosofiche e psicologiche dei processi cognitivi e della rappresentazione delle conoscenze” (Kosslyn e Pomerantz, 1977)
immagini mentali
esperimento di Kosslyn, Ball e Reiser (1978)
come si esplorano le immagini mentali?
• osserva questa mappa di un’isola immaginaria• ci sono alcuni oggetti contrassegnati con la lettera “X”• cerca di memorizzare la mappa• forma un’immagine mentale della mappa• focalizza l’attenzione su X (capanna)• ora sposta l’attenzione su un altro X (laghetto)
risultati
• il tempo necessario all’esplorazione dell’immagine mentale della mappa è funzione della distanza reale tra due punti X
• quanto più distanti sono i punti da raggiungere sulla mappa reale tanto più lungo è il tempo impiegato per spostarsi mentalmente sulla mappa mentale
• le immagini mentali sono esplorate come fossero spazi fisici
esperimento di Shepard e Metzler (1971)
le immagini mentali sono dinamiche
• coppie di stimoli (solidi) erano presentate per intervalli molto brevi
esperimento sullarotazione di immagini mentali
• per ciascuna coppiale due figure sono uguali?
• misurazione TR
risultati
i TR variano in funzionedella differenza angolaredelle due figure
per rispondere è necessario ruotare mentalmente la seconda figura
fino al completo allineamento con la prima
rotazionecirca 60 gradi /secondo
rappresentazione spaziale e ….
l’apprendimento delle relazioni spaziali e la capacità di muoversi nell’ambiente si basano su due tipi diversi di conoscenze spaziali (Thorndike e Hayes-Roth 1982)
• route
si riferisce ai percorsi specifici necessari per muoversi da un posto ad un altro
• survey
è basata su relazioni più globali tra indizi ambientali ed è caratterizzata da una “prospettiva dall’alto”
cfr. manuale, quadro 7.2, pag. 142
alle due modalità di rappresentazione spaziale corrispondono due strategie di esplorazione e di orientamento nello spazio
1)
basata su rappresentazioni route utilizza le conoscenze dei percorsi e degli ambienti nei quali ci si muove
si basa su informazioni di tipo verbale
2)
basata su rappresentazioni survey privilegia riferimenti spaziali globali e punti di orientamento fissi
… orientamento nello spazio
il sistema cognitivo usa due sistemi di rappresentazione ed elaborazione delle informazioni
i due sistemi sono connessi ma indipendenti e specializzati
sistema verbale
codifica, organizzazione
ritenzione e recupero di
stimoli verbali
linguaggio
sistema non verbale
codifica, organizzazione
ritenzione e recupero di
stimoli non verbali
informazioni
visive e spaziali
teoria della doppia codificaPaivio 1971, 1979, 1983, 1986
sistema verbale
sistemanon
verbale
connessionireferenziali
risposte verbali
logogeni
stimoli verbali stimoli non-verbali
sistemi sensoriali
immageni
risposte non-verbali
rappresentazione grafica del modello
gatto orientale immagine e descrizione
anche il gatto Orientale è originario della Thailandia e si distingue dal gatto Siamese solo per il colore che è uniforme su tutto il corpo e per gli occhi che sono verdi, invece che blu.È un gatto longilineo ed elegante, con un corpo lungo e snello; le orecchie sono grandi e larghe alla base.Gli occhi sono mandorla di colore verde smeraldo. Il collo è lungo e sottile
le connessioni referenziali rendono possibile
•immaginare oggetti nominati•nominare oggetti immaginati
fenomeni spiegati dalla doppia codifica
1) effetto concretezza
parole concrete sono più facili da ricordare diparole astratte
perché sono codificate in entrambi i sistemi
2) immagini di oggetti comuni sono più facili da ricordare
perché tali oggetti possono essere facilmente nominati e quindi codificati anche nel sistema verbale
rappresentazione dei significati in termini di concetti (categorie mentali)
“La creazione di categorie rende equivalenti cosediverse, consente di raggruppare oggetti ed eventi inclassi, e di rispondere ad essi in funzione della loroappartenenza ad una data classe piuttosto che della lorounicità” (Bruner, Goodnow e Austin, 1956)
• complessità ambientale
i colori percepibili sono 7 milionisenza categorie mentali in cui raggruppare i colori non
basterebbe tutta la vita per imparare i loro nomi
• riconoscimento e comportamento
oggetti ed eventi nuovi sono riconosciuti perché vengonocollocati in categorie mentali già esistenti in memoria
se distinguo i funghi posso evitare di compierel’azione inappropriata di mangiare funghi velenosi
• comunicazione
io conosco il barboncino di zia Clara, tu conosci ilbracco del vicino Giovanni. Ma entrambi abbiamo in mente la categoria CANE equindi possiamo parlare dei cani in generale
l’organizzazione della MLT in categorie mentali si basa sudue principi
informatività
riconoscimento delle caratteristiche di esemplari diversi
economia cognitiva
riduzione delle differenze tra esemplari diversi
i concetti sono organizzati in base a due dimensioni principali
dimensione verticale
gerarchica
riflette le relazioni di inclusione
dimensione orizzontale
riflette le differenze tra categorie allo stesso livello
Teoria di Rosch e Mervis (1975)
dimensione verticale
gatto
siamesepersiano
cane
animale domestico
alano
categoria
di base
categoria
subordinata
categoria
superordinata
superordinate• ampie perché comprendono le altre• pochi aggettivi perché gli esemplari al loro interno
sono molto diversi• massima economia cognitiva
subordinate• ristrette• molti aggettivi perché gli esemplari al loro interno sono molto simili• massima informatività
di base
• ampiezza intermedia• apprese per prime dai bambini• caratteristiche distintive (miagola / abbaia)• condivisione di caratteristiche (tutti i gatti miagolano)
• equilibrio tra economia e informatività
organizzazione gerarchica Collins e Quillian 1969
animale
ha la pellemangiarespira
uccello pesce
ha le aliha le piumebecca
ha le pinnenuotaha le branchie
canarino è giallocanta
squalo mordeè pericoloso
aquila
le caratteristiche (proprietà, attributi) associati ad un nodo sono ereditate dai nodi ai livelli inferiori
esempio
un canarino è un canarino veroun salmone ha la pelle veroun cane ha il pelo vero
un cavallo ha le pinne falsoun gatto è un animale vero
misurazione TR
esperimento
i soggetti devono rispondere vero o falso a frasi“UN X è UN Y oppure Un X ha la proprietà Y”
risultati
effetto della distanza semantica
i TR per rispondere sono funzione della “distanza” tra i nodi
le reti semantiche funzionano secondo il principio della
propagazione dell’attivazione
all’interno della rete le unità concettuali sono connesse
la distanza tra unità esprime la forza della relazione semantica
unità concettuali vicine relazione semantica forte
unità concettuali lontane relazione semantica debole
• la percezione di uno stimolo attiva l’unità concettuale corrispondente
• l’attivazione si propaga dal nodo iniziale e si espande costantemente
• prima ai nodi fortemente relati al primo e successivamente ai nodi più lontani
• l’attivazione decresce mentre si propaga a nodi sempre più lontani
l’organizzazione gerarchica spiega
perché un canarino è un canarino TR più veloci che un canarino è un animale
ma non spiega
effetto tipicità
gli esemplari tipici di una categoria vengono classificati più velocemente rispetto agli esemplari periferici
perché uno squalo è un pesce TR più lenti che una manta è un pesce
struttura sfuocata delle categorie mentali
le categorie mentali hanno una struttura interna graduata e contorni non ben definiti
dimensione orizzontale
non tutti i rossi sono buoni esemplari del concetto ROSSO
alcuni rossi sono più tipici di altri rossi
cioè più rappresentativi della categoria ROSSO
esempio
non tutti gli esemplari di una categoria hanno lo stesso grado di appartenenza categoriale
elementi centrali condividono molte caratteristiche
elementi periferici condividono poche caratteristiche
effetto tipicità Rosch, 1975
le categorie naturali si basano su dimensioni continue
dimmi tutti gli esemplari della categoria “frutta” che ti vengono in mente
gli esemplari tipici(centrali)sono citati per primi e da molti soggetti
esemplari meno buoni gli esemplari non tipici(periferici) sono citatiper ultimi e da pochi soggetti
la struttura delle categorie mentali rispecchia la struttura del mondo fisico
gli oggetti del mondo non sono costituiti da insiemi casuali di caratteristiche
alcune combinazioni di caratteristiche ricorrono più frequentemente di altre
teoria del prototipo (Rosch, 1970)
piume peloali le ali tendono ad essere insieme alle piume e non al pelo
è molto probabile che un animale dotato di ali abbia anche le piume e che sappia volare
tipici periferico
ha le ali volaha il peloè un mammifero
i concetti sono rappresentati da prototipi
il prototipo è l’esemplare più rappresentativo di una categoria
reale o ipoteticocondivide molte caratteristiche con gli altri esemplari della categoria e poche caratteristiche con esemplari di altre categorie
le categorie mentali NON sono definibili in base a liste di caratteristiche
esempi perché un cane è un cane?il pomodoro è frutta o verdura?
Wittengstein (1953) che cosa hanno in comune gli esemplaridi una stessa categoria ?
“ … Considera, ad esempio, gli oggetti che chiamiamo GIOCHI. Intendo giochida scacchiera, giochi di carte, giochi con la palla, gare sportive e via dicendo. Cos’è
in comune a tutti questi giochi? …. Se li osservi non vedrai certamente qualcosa che siain comune a tutti, ma vedrai delle somiglianze, delle parentele.
Osserva, ad esempio, i giochi da scacchiera, con le loro molteplici affinità. Orapassa ai giochi di carte: troverai molte corrispondenze con i giochi del primo gruppo,ma molti tratti comuni sono scomparsi e altri ne sono subentrati. Se ora passiamo ai
giochi con la palla, qualcosa in comune si è conservato, ma molto è andato perduto. Sonotutti divertenti? Oppure c’è dappertutto un perdente e un vincitore, o una competizione
tra giocatori? Pensa allora ai solitari. Nei giochi con la palla c’è da vincere e da perdere,ma quando un bambino lancia la palla contro il muro e la riacchiappa, questa caratteristicaè sparita. Considera quale parte abbiano abilità e fortuna. Quanta differenza c’è tra scacchi
e tennis. Pensa al girotondo: c’è l’elemento del divertimento, ma quanti altri tratticaratteristici sono spariti.
Il risultato di questo suona: vediamo una rete complicata di somiglianze che sisovrappongono e si incrociano a vicenda. Non posso caratterizzare meglio queste
somiglianze che con l’espressione SOMIGLIANZE DI FAMIGLIA….E dirò che i giochi formano una famiglia”
somiglianza di famiglia
• è possibile riconoscere che alcuni esemplari appartengono alla medesima famiglia, anche se non è possibile individuare le caratteristiche che ne determinano l’appartenenza
• gli esemplari della stessa famiglia posseggono con diversa intensità le caratteristiche che ci permettono di percepirli come membri di quella famiglia
• alcuni esemplari “riuniscono” un maggior numero di tratti caratteristici, tanto da essere percepiti come esemplari più tipici della famiglia
riassumendo …
teoria del prototipo
•le categorie mentali rispecchiano la struttura del mondo fisico
•non tutti gli esemplari di una categoria sono buoni esemplari(l’appartenenza categoriale è graduale)
•le categorie mentali sono sfumate (alcuni esemplari centrali tipici e altri esemplari
perifericialcuni esemplari possono appartenere a più categorie)
• le categorie mentali sono definite da prototipi (non da insiemi fissi di caratteristiche)
• i prototipi sono esemplari rappresentativi perché condividono molte caratteristiche con numerosi esemplari della stessa categoria
• la quantità di caratteristiche condivise determina la tipicitàdegli esemplari e la loro “somiglianza di famiglia”