Adaptive Control of Thought

Adaptive Control of Thought (ACT), ursprünglich Active Control of Thought, ist eine kognitionspsychologische Theorie zur Erklärung der kognitiven Leistungen (u.a. Denken, Sprache und Gedächtnis) des Menschen. Sie wurde 1983 von John R. Anderson erstmals vorgestellt und seither fortlaufend weiterentwickelt. Zum einen will sie erklären, wie Menschen ihr Wissen strukturieren und weshalb sie zu intelligentem Verhalten in der Lage sind. Zum anderen will sie den Kognitionswissenschaften und der Künstliche Intelligenz-Forschung ein Modell bereitstellen, das Computersimulationen der geistigen Leistungen des Menschen ermöglicht.

ACT ist eine so genannte kognitive Architektur. Kognitive Architekturen stellen eine Art "Werkzeugkasten" dar, mit dem bestimmte Phänomene der menschlichen Kognition modelliert werden können (bspw. das Lesen eines Satzes inkl. Bedeutungsextraktion). Solche kognitiven Architekturen stellen insofern einen Gegensatz zur sog. "Modellierung from scratch" (bei Null angefangen, ohne Vorbild) dar, als bestimmte - experimentell fundierte - Voraussetzungen schon implementiert sind. Dies können bspw. Latenzzeiten beim Erkennen eines Wortes o.ä. sein.

ACT gehört zur Klasse der "Produktionssysteme", ist also ein Modell, das auf der Entstehung, Speicherung und Ausführung sogenannter productions beruht. Diese productions sind Regeln der Form "Wenn Bedingung A erfüllt ist, dann führe Aktion B aus" (sog. materiale Implikation).

Inhaltsverzeichnis

ACT-R

Hauptartikel ACT-R

ACT liegt in zahlreichen Versionen vor. Meist bezeichnet der Suffix hinter „ACT“ eine spezielle Erweiterung in eine bestimmte Richtung der Forschung. Das „R“ steht hier für „Rational“, also „vernünftig“. Es verweist darauf, dass sich dieses Denkmodell an normativen Kosten-Nutzen-Analysen orientiert, meist berechnet mit dem Bayes-Theorem.

Grundbausteine

Gedächtnis-Arten

ACT umfasst drei Gedächtnis-Module. Reines Faktenwissen ist, vergleichbar mit dem menschlichen deklarativen Gedächtnis, im Declarative Memory abgelegt. Seine Elementar-Einheit sind die Working Memory Elements, kurz WMEs, oder Wimees. Sie benötigen nur einen Speicherplatz (siehe unten), weil sie eine sinnvolle Einheit bilden. TÜV wäre zum Beispiel ein Wimee, VÜT in der Regel nicht. In anderen Modellen heißen diese Wissenselemente „Chunks“.

Für die Speicherung der Produktions-Regeln gibt es in ACT ein eigenes Langzeitgedächtnis, das Production Memory (ähnlich, aber doch nicht zu verwechseln mit dem menschlichen prozeduralen Gedächtnis). Seine kleinste Einheit sind die Productions. Sie entstehen, indem deklaratives Wissen zu ausführbaren Prozeduren kompiliert wird. Dieser Vorgang modelliert die Lernfähigkeit von ACT.

Das dritte Gedächtnismodul ist das sehr nah am menschlichen Arbeitsgedächtnis modellierte Working Memory . Wie jenes besitzt es eine begrenzte Zahl von Speicherstellen (Slots), die mit den jeweils aktuellen Wimees besetzt werden. Diese Wimees können (über die Inputbuffer, siehe unten) aus der Außenwelt kommen, oder das Ergebnis einer Production sein (siehe Beispiel).

Schnittstellen

Ein weiterer wichtiger Bestandteil von ACT sind die Input- und Outputmodule, sogenannte „Buffer“. Diese stellen die Schnittstellen zur Außenwelt dar, entsprechen also der Sensorik und Motorik. So werden bspw. im „Visual-Buffer“ Wimees erstellt, die die Sensorik (sozusagen das „Auge“ von ACT) gerade aus der (virtuellen) Umgebung extrahiert hat. Mit Hilfe geeigneter Regeln können diese Wimees in das deklarative Gedächtnis überführt werden.

Das Zielmodul legt fest, welches Ziel im Produktionssystem verfolgt werden soll. Im Produktionengedächtnis sind Regeln gegeben, die bestimmen, welche Aktion ausgeführt wird, wenn ein ausgewähltes Ziel erreicht werden soll, und welche Inhalte im Arbeitsgedächtnis vorliegen müssen, damit die Aktion erfolgreich durchgeführt werden kann. Dieses „Patternmatching“ führt ggf. zur Auswahl einer Produktionsregel und bestimmt die Aktion des Outputmoduls.

Beispiel

Mein akustischer Inputbuffer hat das Wimee „der Wecker klingelt“ erstellt und ins Working Memory übergeben. Daraufhin wird das Production Memory abgefragt, ob dieses Wimee der Bedingungsteil einer Production ist, zum Beispiel Falls der Wecker klingelt, führe Aktion „Schlummertaste drücken“ aus. Ist dies der Fall, wird die Aktion vom Outputmodul ausgeführt, ihr Resultat „Schlummertaste gedrückt“ wird zum Wimee, und erneut wird das Production Memory abgefragt, ob dieses der Bedingungsteil einer anderen Production ist.

Siehe auch

In ACT ist auch die sog. "Theory of Spreading Activation" (s. Aktivierungsausbreitung) realisiert, die maßgeblich von John R. Anderson entwickelt wurde und die Begründungsgrundlage für die sog. "Priming-Effekte" darstellt.

Literatur

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Control engineering — Control systems play a critical role in space flight Control engineering or Control systems engineering is the engineering discipline that applies control theory to design systems with predictable behaviors. The practice uses sensors to measure… …   Wikipedia

  • Control theory — For control theory in psychology and sociology, see control theory (sociology) and Perceptual Control Theory. The concept of the feedback loop to control the dynamic behavior of the system: this is negative feedback, because the sensed value is… …   Wikipedia

  • Adaptive immune system — The adaptive immune system is composed of highly specialized, systemic cells and processes that eliminate or prevent pathogenic challenges. Thought to have arisen in the first jawed vertebrates, the adaptive or specific immune system is activated …   Wikipedia

  • Executive-Process/Interactive Control — (EPIC) ist eine kognitive Architektur zur computergestützten Modellierung der menschlichen Informationsverarbeitung. Weitere bekannte kognitive Architekturen sind SOAR und Adaptive Control of Thought. Weblinks http://www.eecs.umich.edu/… …   Deutsch Wikipedia

  • nature, philosophy of — Introduction       the discipline that investigates substantive issues regarding the actual features of nature as a reality. The discussion here is divided into two parts: the philosophy of physics and the philosophy of biology.       In this… …   Universalium

  • Economics of global warming — This article describes the economics of global warming and climate change. Contents 1 Definitions 2 Climate change science 3 Scenarios 4 Trends and projections …   Wikipedia

  • Misattribution of memory — Memory plays an important role in a number of aspects of our everyday lives and allows us to recall past experiences, navigate our environments, and learn new tasks [1]. From this view, information about a source of memory is assumed to contain… …   Wikipedia

  • History of virtual learning environments — A virtual learning environment (VLE) is a system that creates an environment designed to facilitate teachers in the management of educational courses for their students, especially a system using computer hardware and software, which involves… …   Wikipedia

  • UNITED STATES OF AMERICA — UNITED STATES OF AMERICA, country in N. America. This article is arranged according to the following outline: introduction Colonial Era, 1654–1776 Early National Period, 1776–1820 German Jewish Period, 1820–1880 East European Jewish Period,… …   Encyclopedia of Judaism

  • Self control — is perceived in a few ways. One of which is philosophical and might be described as the exertion of one s own will on one s personal self their behaviors, actions, thought processes. Much of this comes from the perception of self and the ability… …   Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”