Я изучаю математику и физику, очень интересуюсь когнитивными науками. Недавно я услышал о «новом подходе» в когнитивной науке через теорию динамических систем.
Учитывая ваш опыт и интерес к моделированию, я очень рекомендую The Cambridge Handbook of Computational Psychology . В книге представлен обзор нескольких известных парадигм моделирования в Cogsci, включая динамические системы, а также множество конкретных примеров, хотя в большинстве случаев используются другие вычислительные парадигмы.
Динамические системы, насколько мне известно, чаще всего используются в области управления двигателем. Хотя, если честно, dyn systems не является «моей» парадигмой, и большая часть моих знаний взята из вышеупомянутой книги.
В частности, в главе « Динамические системные подходы к познанию » Г. Шонера приводится такой пример, который навсегда запомнился мне:
Весьма наглядный пример дает ориентационное поведение обычной комнатной мухи (Reichardt & Poggio, 1976; Poggio & Reichardt, 1976). Мухи ориентируются на движущиеся объекты, за которыми они гонятся как часть своего брачного поведения. Детальный анализ показал, что схема, лежащая в основе этого поведения, образует простой контроллер: система обнаружения движения, питаемая изменениями яркости на фасеточном глазу мухи, приводит в действие двигатель полета, генерируя крутящий момент, зависящий от того, где на сенсорной поверхности было обнаружено движение. . Если точка движения обнаружена справа, создается крутящий момент вправо. Если пятнышко обнаружено слева, создается крутящий момент влево. Уровень крутящего момента проходит через ноль, когда пятнышко находится прямо впереди. Крутящий момент изменяет направление полета мухи, что, в свою очередь, изменяет положение на фасеточном глазу, в котором обнаруживается движущийся стимул. Учитывая аэродинамику мух, крутящий момент и его оперативное обновление генерируют ориентационное поведение, при котором насекомое ориентирует свой полет в направлении, в котором обнаружен движущийся стимул.
У меня такой же опыт, как и у вас, и я нашел много интересного в эволюционной теории игр (вы можете перейти по ссылкам в моем профиле, чтобы узнать больше). А вот по конкретному содержанию вашего вопроса: я сталкивался с использованием динамических систем на противоположных концах познания. Работа Бира по моделированию минимального познания и работа Буземейера и Таунсенда по принятию решений человеком.
Работа Бера моделирует простые когнитивные агенты как динамические рекуррентные нейронные сети. Затем он либо создает агентов вручную, либо развивает их и анализирует их с точки зрения ситуативного познания , рассматривая их как динамические системы.
Пиво, РД (1995). О динамике малых рекуррентных нейронных сетей с непрерывным временем. Адаптивное поведение, 3(4), 469-509. дои: 10.1177/105971239500300405
Пиво, РД (2003). Динамика активного категориального восприятия в развитом модельном агенте. Адаптивное поведение, 11(4), 209-243. дои: 10.1177/1059712303114001
Минимальные когнитивные исследования имеют тенденцию использовать динамические системы гораздо интенсивнее, чем другие области, с которыми я знаком. В этом блоге представлен очень подробный обзор статей в этой области. Краткий «манифест»:
Busemeyer & Towsend, с другой стороны, пытаются описать, как люди обдумывают и принимают решения. Один из ключевых аспектов, который они хотят зафиксировать, — это не только результат принятия решений человеком (со всеми его недостатками и иррациональностью ), но и время обдумывания. Для этого они ввели теорию поля решений, которая моделирует принятие решений человеком как стохастический динамический процесс.
Буземейер, Дж. Р., и Таунсенд, Дж. Т. (1993) Теория поля решений: подход динамического познания к принятию решений. Психологический обзор, 100, 432-459. [ pdf ]
Буземейер, Дж. Р. и Дидерих, А. (2002) Обзор теории поля решений. Математические социальные науки, 43, 345-370. [ pdf ]
Эстер Телен и Линда Смит написали прекрасную книгу, в которой исследуют человеческое развитие с точки зрения динамического системного подхода:
https://mitpress.mit.edu/books/dynamic-systems-approach-development-cognition-and-action
Приятно слышать, что вы заинтересованы в применении своего количественного опыта в когнитивной науке; поле определенно может использовать больше людей, как вы!
Я не уверен, в какой степени эти модели могут соответствовать вашему определению «динамических систем», но вот некоторые из них, которые приходят мне в голову:
С моей точки зрения социальной психологии, была проведена некоторая работа по компьютерному моделированию таких вещей, как динамика влияния отношения. См.: Новак А., Самрей Дж. и Латане Б. (1990). От частного отношения к общественному мнению: динамическая теория социального воздействия. Психологический обзор, 97 , 362-476.
Робин Валлахер и Анджей Новак много говорят в этой области, и их приятно читать. Возможно, это не так, как вы, поскольку социальные психологи меньше заинтересованы в формулировании дифференциальных уравнений и больше заинтересованы просто в применении идей науки о сложности к своим методам исследования, но это, безусловно, шаг вперед по сравнению с тем, что происходило в этой области до сих пор. . Если кого-то интересуют эти широкие концепции, попробуйте прочитать: Nowak, A. (2004). Динамический минимализм: почему меньше значит больше в психологии. Обзор личности и социальной психологии, 8 , 183–192.
Джероми Энглим
Дэн М.
Ханс-Петер Стрикер