Category Archive for '認知心理'

Posted by Little Ms. Happy Birthday 國中的時候有一篇課文<習慣說>,作者劉蓉的房間有一塊凹陷,他每天背書的時候都會踩過那塊凹地。有一天凹地被填補之後,劉蓉反而覺得地隆起了,花了一段時間才適應。這篇文章說的就是習慣對生活的影響,於是要養成良好的習慣云云。 本書的開始用一個醫學的案例解釋習慣的養成。尤金是一個得過腦炎的病人,幸運的從鬼門關撿回一條命,但不幸才剛剛開始。家人跟醫生很快發現尤金出現失憶的問題,對於六十歲以前的事尤金都記得,但是之後的事情包括生病住院等,卻完全不在記憶範圍。更嚴重的是尤金的記憶系統出了問題,他無法記得五分鐘前發生的事!所以他會一直重複一樣的對話,有時候會莫名的發脾氣,卻記不起生氣的原因。這對尤金本人來說非常困擾,但也頂多持續五分鐘;但是對他的家人來說這是場永無止境的災難。他的妻子必須亦步亦趨地跟在他身邊,特別是搬家之後,尤金每次出門散步都必須緊跟於旁。直到某日妻子發現尤金不見了,急著到處尋找,最後卻發現尤金自己散步回到家中!尤金怎麼可能記得散步的路徑呢?

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有幸在12/16拿到第一批的 iPhone4S,開始了我與Siri的初相識。在這一個多禮拜當中,和Siri的互動,讓我大大地開啟了對人機互動的新認知,也深深地感覺到又一扇通往下一個電腦時代的門,再度被打開。 Siri 是什麼?Siri 是 Apple公司在新推出的 iPhone4S上預載的人工智慧助理,只需要用一般日常的對話(目前僅支援英文、德文和法文)就能讓她(是的,Siri 是女生)代替你做好很多很多事。這被國外媒體譽為 “購買iPhone4S最強大理由”的軟體,到底是能拿來做什麼什麼事呢?請繼續看下去。 剛和Siri接觸的第一天,我有些彆扭,英文不大好,但又想體驗看看 Siri的神奇力量,先打了個招呼, “Hello” 然後,Siri 就對我 “Hi了個Back” Siri says hi back. 從這個簡單的回應裡頭,已經可以看出這小小的 Siri 麥克風,和 Google Android 或者是任何一個語音辨識系統有著極大的差異。通常,語音辨識是”辨識”妳說 Hello,它便跟著打出 Hello 來,其中,無涉情緒,沒有雜訊,也無牽涉任何模糊或精確的 “道理判斷”,但在Siri給我的這個回應裡,她做了件一般電腦不會做的事:浪費時間,沒有效率。 聽起來很糟,但在長期的使用下來,正是這份浪費時間的關鍵,建立起了我們和Siri的情感!

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Posted By Mr. Thursday 在之前有寫了一些神經科學相關的文章,有些是偏向認知心理的,有些是偏向細胞分子的,或是偏向視覺處理的。神經科學的研究,我本身的是以人工智慧作為出發點,往神經科學研究方向進行。至於為什麼要在人工智慧以外加上神經科學呢?這兩者似乎有一點距離?原來資訊工程的技術是否已經足夠了呢? 這邊我提出幾點研究的動機。首先,目前的機器學習的方式,和人類學習的方式比較起來,有個最大的不同,就是我們人類可能從上課或是閱讀當中自我學習,或是由外在環境給予的經驗來學習。機器同樣也是接收外界的刺激,調整自己的反應來學習,然而機器學習過程當中,有時候會需要滿多人類的介入,譬如說調整參數、調整模型或演算法等等。如果用類比的方式來說,目前機器學習的方式如果用到人上面,就像是把人的腦蓋打開,調整裡面的神經連結,關起來以後再讓人腦跑跑看有沒有學習到。其實這種方式學習也沒有什麼不好,因為機器的目標,其實是服務人類,學習的東西有學到,怎樣子學習到就不那麼重要了。 那麼機器目前學習的情況如何呢?其實目前的電腦和機器算是滿先進的,加上運算速度快,純粹數字計算的能力就比人類心算能力還快,許多應用服務也讓人類生活改善不少。然而有些比較難處理的問題,像是需要人類智能才能完成的問題,譬如說翻譯、圖形辨識、影像辨識、語音辨識、語意了解等等,這些都算是人工智慧 (Artifitial Intelligence 人工智能) 所需要解決的問題,這些問題的解決,沒有隨著硬體速度的增加而解決,因此軟體上面的進步,就是關鍵了!目前對於這些難以解決的方式,有兩種解法:(1) 運用大量的訓練資料,譬如說Google翻譯,使用大量的訓練資料,或是PDA的手寫辨識,大量的訓練資料都讓正確率大大提升。(2) 運用人工運算 (Human Computing) 結合Web2.0的方式,提供人性化的介面,讓每個人在趣味中貢獻微小的人類智力,解決一些大量資料也無法解決的東西,譬如說reCAPTCHA、語意辨識、圖形的ROI (region of interest) 等等。

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Posted By Mr. Thursday MIT News前陣子有一篇報導,敘述有一些和認知語言有關的研究。他們主要是研究南美洲一些原住民部落的語言,主要是巴西的西北部一個叫做Piraha的部落。在那邊除了研究語言之外,也研究該部落的語言,對於數字的概念是如何?他們發現到一個有趣的現象,就是在Piraha這個部落的語言裡面,對於數字的觀念非常模糊,幾乎沒有精確的數字描述。譬如說研究者請他們從1數到10,或是從10數到1,結果用他們的語言,1和2兩個字都有,但是數到3以上,都是同一個單字。也就是說,他們對於數字的觀念,只有「1」、「2」、和「很多」這三種區別。(圖: Edward Gibson教授) 就我們的工作記憶(working memory) 來講,的確也是有類似的現象,譬如說我們印象深刻的數字,第一個大概是「3」,大於「3」的數字,我們比較不容易捕捉其概念。舉個例子來說,中文字的1是「一」,2是「二」,3是「三」,但是4呢?就不是四條橫線了!又另外一個數字比較印象深刻的,大概是7。不是因為7乘以4等於28天,也不是一個禮拜剛好七天,而是因為工作記憶的容量,通常就在7到8位數字左右,觀察一下我們的電話號碼,你說手機有10位數字,但是開頭兩位可能都是固定的,所以其實只要記住8位數字就好,室內電話最多也是8位數,第一位數有時候也是固定的。如果要再科學一點,我們也可以用實驗的方式,來證實工作記憶的儲存容量,對一般人來說就是7到8位數。譬如說亂數唸出一堆數字,然後請受試者寫下記得的數字,一般人大概最多回憶到7組數字 (如果兩個數字一組,7組數字就是14個數字,也就是7個二位數的數字)。 而這則新聞和認知科學上面對工作記憶的發現,也讓我產生了一個大膽的假設,或許有興趣的話,可以實驗來證明一下。我的假設是說:人類數字功能,是一種類似「繞道」而行的方式產生,也就是說數字功能可能不是天生的,但是後天可以勤能補拙,產生數字的功能。為什麼會這樣子假設呢?

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Posted By Mr. Thursday 下面的FLASH是由 Arthur Shapiro 所製作的視覺錯覺。原本固定形狀的花朵,加上邊緣的線條,就會開始規律地扭轉,好像在呼吸一樣呢! FLASH1 呼吸的花 Arthur Shapiro會在他的blog每天製作一個視覺的錯覺 (Visual Illusion)。也許會納悶,怎麼人的視覺系統會產生錯覺呢?這樣子不就不大好?其實我們也可以說,因為人類視覺系統如此特別,所以可以輕鬆地辨識物體,尤其在切割兩個重疊的影像的時候,我們可以很輕鬆地把同一盤菜裡面的菜和湯分開來,如果要用電腦來處理,目前仍然無法很容易地進行。 其中部分原因,是因為我們的視覺系統是用對比的訊號 (contrast),而不是像電腦的編碼,儲存的時候是用點陣圖的方式儲存,對比的資訊需要另外計算。電腦似乎就是用「絕對」的方式來處理視覺資訊,而人腦就是用一種「相對」的方式來處理視覺資訊,因此對電腦來說不容易的視覺工作,人腦是非常容易辦到,不過也因此會有副產品的產生,就是視覺上的錯覺了。之前曾經介紹的Ebbinghaus Illusion,就是可以說明我們使用相對資訊來處理視覺,因而產生錯覺的例子,您看!中間兩個圓圈是一樣大的,但是因為週遭圓圈大小不同,我們相對的視覺系統,就產生大小不同的錯覺了。 圖1 ebbinghaus illusion 除了「相對」的處理方式是人腦和電腦有所不同的地方,「平行計算」是另一個可以比較的地方。不過無論是電腦或是人腦,都會有平行計算,因此今天想探討的是另外一個問題,請各位先觀察一下下面這張圖片: 圖2 人腦XOR 這個圖片是由 Mark Changizi 所製作的,主要的想法是希望能夠利用人腦平行計算的能力,來解決一些邏輯上的運算。譬如說上面這張圖,是希望在圖的最上方可以放0或1,0的盒子會遠離觀賞者,1的盒子看起來會朝向觀賞者。接著觀賞著沿著這張設計好的圖,運用人腦的平行計算能力,看到圖片最下方的地方,如果感覺是朝向觀賞者,就說是1,如果最下面看起來是遠離觀賞者,就說是0。而這張圖的設計,可以讓觀賞者自然地從上面看到下面的時候,做了一個XOR (exclusive OR) 的運算。 不過我想探討的問題就是:平行計算應該是發生在運算初期的部分,無論是人腦還是電腦的平行計算。

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我們傾向於相信我們所能接受的事物,這是我們的人性。然而,生而為人,我們能理解到這一點,代表我們有不可思議的反思能力。雖然我們的認知有限,雖然我們的生命有限,但是只要我們是能夠一直保持著開放的心胸,不斷地謙卑地學習,那麼我們就會慢慢逼近事物真實的涵義。或許當你真正體悟時,也是 “此中有真意,欲辯已忘言”。共勉之。

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Posted by Mr. Valentine’s Day 曾經讀過一個哲學假設,稱作「桶中之腦」(Brain in a vat)。這個假設是這樣的,人類的腦究竟在作些什麼呢?其實就像 CPU 一樣,單純地接受外界訊息 input 而進行決策,也許這處理的過程是複雜了點,但本質上就是如此。而所謂的外界訊息又是什麼呢?經過人腦處理之後的 output 又如何傳達給外界(主要是我們的肉身)呢?一般認為,無論是 input 或是 output,都是透過神經衝動來傳達。而神經衝動又是什麼?其實就是電位差嘛! 如果以上的唯物觀點都成立的話,其實我們可以建立一個裝置。這個裝置模擬世界上的萬事萬物,或者,至少你身邊的那些:比方說,你現時點能夠看到的這台螢幕的長相啦,手上滑鼠鍵盤的觸感啦,隔壁同事今天香水的味道啦,通通依照所謂自然法則運算出來,再把這些訊號都直接 input 到你的腦袋裡面。所謂肉身存有的感覺,自然也可以模擬出來,並且接受人腦以電訊號所傳送的 output 並依令行事。 我們姑且不論為什麼一台電腦可以有如此強大的運算能力(寫過 game 的就知道,光模擬一些顯而易見的自然法則就吃掉一狗票資源,更遑論「完全」模擬),又為什麼這 program 如此的 robust 以致於你這有所知覺的二三十年間好像都不曾發現有什麼 bug(更不用說當機重開機等等了),如果真有這樣這樣一台電腦,所模擬出來的世界,與所謂的「真實世界」,理論上是可以並無二致的。 所以,如果真要說你長得像下圖這樣,一顆腦袋泡在維生液中,連到電腦,其實還真難反證呢。書本、電視、網路、朋友、師長、父母,一切的知識與情報的來源都是所謂「外在經驗」,而當這「外在經驗」本身很有可能是人工的,我們還剩下什麼論點可以作為反駁之用?

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