Transcript [1교시] 설립목적 및 연혁

몽유도원도
夢遊桃園圖
안평대군의 꿈 (도연명의 무릉도원)
安平大君
안견
安堅
COGNITION
4. 지각에 기초한 지식 표상
Knowledge Representation based on Perception
1. 표상이란 무엇인가? (외부표상, 내부표상)
2. 시각적 심상은 시지각과 같은가, 다른가?
3. 연속적인 순서는 어떻게 표상되나?
COGNITION
표상 representation이란 무엇인가?
COGNITION
고양이
상징적 표상
아날로그 표상
COGNITION
표상 representation이란?
외부 표상 vs. 내부 표상 (심적 표상)
아날로그 표상
: 구체적인 지각적 속성들
그림
단어 (언어)
“고양이가 탁자 아래 있다.”
상징적 표상
: 상징과 참조물의 임의적 관계
시지각 경험
서술 논리
Predicate calculus
아래 (고양이, 탁자)
명제 표상
(구조화된 상징적 표상)
: 관계성의 표상
“외부 표상을 만들 때의 심적 표상은 무엇일까?”
COGNITION
심상 imagery이란?
마음 속에 있는 모든 감각 양상의 심적 표상
“마음의 눈 mind’s eye은 있는가?”
사진적 심상 (사진적 기억)
eidetic imagery
: “아동기”에 잠시 나타남
공간적 사고
: 문제 해결 (e.g., 가구 배치)
심상으로서의 심적 표상의 한계
1. 저장 용량의 문제
2. 뇌 처리과정과 구조
COGNITION
이중 부호 이론: 아날로그 vs. 상징 (개념적) 명제 이론
Dual-code theory (A. Paivio, 1969)
: 이미지 부호와 언어 부호 모두 사용
경험적 증거
1. 부호의 특수성 (Paivio)
그림과 단어 제시 후
자유회상 또는 순서회상
- 그림: 자유회상 우세
- 단어: 순서회상 우세
2. 간섭 과제 (Brooks)
시각적 과제 (그림 제시)
- 시각적 반응: 강한 간섭
- 언어적 반응
언어적 과제 (문장 제시)
- 시각적 반응:
- 언어적 반응: 강한 간섭
Propositional theory
(Anderson & Bower, 1973)
: 추상적인 형태의 명제, 개념들간의 관계
서술논리 (약식 전달법)
공간관계 (앨리스, 고양이)
“앨리스 위에 고양이가 있다”
“고양이가 앨리스 위에 있다”
“고양이 아래 앨리스가 있다”
“앨리스가 고양이 아래 있다”
두드리기
가리키기
예-아니오
이미지 부호
언어적 부호
요소간 관계 (주체요소, 객체요소)
명제적 표상으로 저장
인출된 명제표상은 각 부호로 생성
COGNITION
이중 부호이론: 아날로그 vs. 상징
Dual-code theory (A. Paivio, 1971, 1986)
: 이미지 부호와 언어 부호 모두 사용
반응시간 (초)
speech code (verbal information)
visual code (visual information)
linear code vs. spatial code
부호에 따라 다른 약호화,저장
물체정보는 공간위치로
언어정보는 선형적으로
Santa’s experiment (1977)
요소 대응 과제
1.25
도형
단어
1.15
단어
도형
동일배치
선형배치
학습-검사 유형관계
study
사각
삼각
spatial code
Test
동일한
요소인가?
linear
code
원
사각
원
삼각
사각 삼각 원
사각
원
화살
사각 화살 원
COGNITION
심적 주사와 행동과의 관계: 이중 부호이론의 증거
Brooks의 시각 심상 주사 실험 (1968)
비시각 과제 (문장조건)
시각 과제 (그림조건)
“꼭지점이 상단-하단인가?”
Y
N
Y
N
N
N
N
A bird in the hand is not in the bush
Y
N Y
N
1. 언어 반응
(예, 아니오)
평균
분류
시간
(초)
N N
Y
N N N N
2. 두드리기
(왼손, 오른손)
“명사인가?”
Y
3. 가리키기
(왼쪽, 오른쪽)
그림
문장
그림
(14)
(11)
그림
문장
문장
시각적 심상 주사와 유사한 정보를 처리하는
과제를 동시에 할 때 간섭이 일어난다
COGNITION
뇌에서 두 부호는 다른 곳에 표상되나?
(Roland & Friberg, 1985)
혈류 변화 측정 (PET scan)
인지적 활동에 따라
공간 정보는 후두엽, 두정엽
언어정보는 측두엽에서 처리
J 1. 단어 (소리 자극) 암송 “Jingle”
R 2. 이웃 동네 찾아가기 심상 (Route)
R
J
R
J
R
J
R
COGNITION
“뇌의 표상은 과연 누가 보나?”
: 소형 인간 homunculus 문제
Descartes’
Grandmother
무한 퇴행 infinite regress
“머리속의 그림
머리 속의 소리, 말소리는
누가 보고 듣는 걸까?”
세부 특징 탐지기?
탐지기들의 상호작용
활성화 패턴?
약호화 방식 보다는 처리 방식
COGNITION
“가구 배치를 바꾸면…”
“가장 빠른 지름길은?”
COGNITION
이미지의 심적 조작 mental operation
“심상은 지각표상처럼 변화 가능한가?”
1. 심적 회전 mental rotation
2. 이미지의 크기 변화
3. 심적 주사 mental scanning
R 인가,
역전된 R 인가?
2차원
평면
회전
평균 반응시간 (초)
심적 회전 (Roger Shepard)
회전각
3차원
공간
회전
반
응
시
간
3차원
불합치
조건
0
180
360
글자의 회전각
지각-운동과 유사성
- 운동피질의 활성화
 지각과 심상의
기능적 등가성
COGNITION
코끼리
이미지 크기의 변화
(image scaling, Steve Kosslyn)
파리
토끼
세부사항 보기
큰 사물 > 작은 사물
질문 반응
큰 사물 > 작은 사물
시각적 심상 vs. 언어 명제적 표상
(심상 조건)
(비-심상조건)
“고양이는 발톱을 가지고 있나?”
“고양이는 머리를 가지고 있나?”
상대적인 심상의 크기 조작
토끼 vs. 코끼리-크기의 파리
토끼 vs. 파리-크기의 코끼리
 심상의 크기와 세부특징 보고반응
심상 조건
비-심상 조건
큰 세부특징 우세
(머리 > 발톱)
차이 없음
(머리 = 발톱)
COGNITION
심적 주사 (이미지 주사)
(image scanning, Steve Kosslyn)
1. 기억하기
(위치, 표지물)
2. 확인하기
(위치, 표지물)
3. 심적 주사
(두 표지물 제시)
COGNITION
시각적 이미지 주사
반응시간 (초)
Kosslyn, Ball & Reiser (1978): Scanning mental maps
거리 (지도 cm)
지도상의 사물 간의 거리와 반응시간
선형적인 관계
(지각-심상의 기능적 등가성)
COGNITION
시각적 심상은 시지각과 같은가?
Ponzo illusion 심상 실험
(Wallace, 1984)
: 두 수평선 길이 평정
시각 조건
심상 조건
동일한 착시 효과
심상과 지각의
동등성 (등가성)
1. 대문자 N 상상
2. 두 끝점 대각선 연결
3. 우측으로 90도 회전
1. 대문자 D 상상
2. 좌측으로 90도 회전
3. 대문자 J를 그 아래 붙여라
J
COGNITION
“평행 사변형이 있습니까?”
아날로그 부호 보다는 명제적 부호
“다윗의 별”, 겹쳐진 두 삼각형”
(S. Reed, 1974)
COGNITION
모호한 그림, 가역적 도형
고래-달팽이
주방장-강아지
Prince
Philip
Queen
Elisabeth
II
토끼-오리
COGNITION
아날로그의 한계
심상 역전 vs. 지각 역전 실험 (Chambers & Reisberg, 1985)
무엇으로 보입니까?
그림을 자세히 상상해
보시오.
Jastrow’
Rabbit and Duck
계속 토끼로 보입니까?
상상한 것을
종이 위에 그리십시오.
심적 표상은 지각 대상과 동일하지 않다
지각 표상과 같은 아날로그 표상은 아니다
또는 명제적 부호가 이미지 부호 압도
계속 토끼로 보입니까?
COGNITION
명제의 한계
모호한 그림의 심상은 심적 조작에 따른 문제이다
(M. Peterson et al., 1992)
1. 준거틀의 심적 재배열 (방향과 위치)
2. 부분에 대한 심적 재구성 (귀와 입)
기능적 등가설
Functional equivalence
심적 이미지의 구성과 조작은
지각적 처리과정과 유사
 심상과 시지각은
“기능적 등가”를 이룬다
1. 암묵적 준거틀 힌트
: 다른 모호한 그림 제시
2. 외현적 준거틀 힌트
: 앞과 뒤의 전환
3. 주의 힌트
: 재해석이 가능한 위치에 주의
4. 좋은 부분부터 해석
: 좋은 부분부터 이미지 해석유도
COGNITION
복잡한 심상의 위계 구조는?
심상 형성
부분 찾기
오리
65%
토끼
10%
심상은 위계적 구조를 갖고
상위 단위는 하위 단위의
청크이다
COGNITION
공간적 심상의 위계적 체제화
McNamara et al. (1989)
28 사물 회상 과제
: 6 x 6 m 크기의 방에 있는 사물을
보고 기억 회상하기
신발
총
컵
점화 과제
[점화자극]  150ms  [표적자극]
점화-표적 자극 구성
within chunk vs. between chuck
공
달걀
봉투
점화자극
달 걀
신 발
표적자극
봉투
봉투
어휘판단
어휘판단
빠른 반응
410ms
6m
회상 보고
: 분리된 하위 영역으로 보고
 하위 심상으로 체제화
느린 반응
450ms
공간상 같은 영역에 있는 물체들은
한 범주로 체제화하여 기억한다
(예, 책상 위의 물건들)
COGNITION
언어적 자극은 어떻게 체제화 되어 있나?
“말이나 글이 표상될 때 기본적인 정보는 순서 정보이다”
표
상
ㅍㅛㅅㅏㅇ
연속적 (계열적) 순서 serial-order
자음-열 학습 K R T B
7
검사: 네 자음 제시- 연결 숫자 회상
회상 반응시간 측정
KRTB
1.64초
1.59초
1.55초
KRBT
KTBR
전-기준효과
front-anchoring
1.74초
RKTB
TKBR
TKRB
후-기준효과
end-anchoring
COGNITION
연속적 순서 정보와 기억 탐색
Sternberg 탐사과제 (1969)
: 탐사 숫자 다음의 숫자 보고
위계적 약호화와 연속적 순서 정보
알파벳 순서 정보와 “반짝 반짝 작은 별”
(Klahr et al. 1983)
ABCD
EFG
J
탐사 낱자
“K” 보고
탐사숫자 8
반응시간 (sec)
“3” 보고
탐사-후 다음 숫자 보고
7 항목
1.4
1.0
5 항목
반응시간 (sec)
4 1 8 3 9
2.0
1.5
1.0
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
기준 효과 anchoring effect
첫 요소와 끝 요소가 쉽게 가용되도록 표상된다
3 항목
0.6
2
4
6
목록상의 위치
(탐사 숫자)
긴 연쇄는 상위 연쇄의 단위인
하위 연쇄들이 위계적으로 체제화되어 표상된다
COGNITION
공간적 인지와 인지 지도
“환경에 대한 공간적인 내적 표상은?”
RUNWAY
Tolman의 인지 지도
cognitive map
T형 미로 방사형 미로
자극 S
반응 R
무보상
보상
자극 S
표상 O
반응 R
내적 표상 (e.g., 인지 지도)이
있는 듯…
행동 (움직임)은 학습에 필수적이지 않다
잠재학습 latent learning
“보상이 없이도 학습은 진행된다!”
인지 지도라는 내적 표상 형성
COGNITION
꿀벌의 인지 지도와 의사소통
심적 지름길 mental shortcuts
Honeybee dance language
- 거리와 방향 정보
-거리 추정에 사용되는 책략
발견법, 어림법 heuristics
지표의 밀도가 증가, 추정 거리도 증가
근거리
원거리
경로 지식 > 측량 지식
인간의 인지 지도
1. 지표 지식 landmark : 특이한 세부특징
(이미지, 명제 -- 슈퍼마켓, 은행)
2. 경로 지식 route-road: 위치이동의 경로
(절차, 서술지식 -- 직진, 좌회전 …)
3. 측량 지식 survey: 지표간 추정 거리
(명제, 이미지 – 3km 정도, 10분 정도)
 아날로그, 상징적 부호 모두 사용
C
D
A
B
AD < AB
COGNITION
인지 지도의 조작
:명제 전략 (B. Tversky)
추상적이고 기하학적 형태로 표상
1. 직각 편파: 교차로는 직각
5. 상대적 위치 발견법: 맥락에 따른 표상
“천안은 청주의 남쪽”
San Diego vs. Reno Seattle vs. Montreal
2. 대칭 발견법: 대칭적인 모양
3. 회전 발견법: 수직, 수평편향
CALIFORNIA - NEVADA
San Diego
Reno
U.S.A - CANADA
Seattle
Montreal
4. 정렬 발견법: 잘 배열된 지표
명제적 지식이
이미지 표상에 영향을 미친다.
COGNITION
심적 지도에서 세 도시는 어떻게 체제화 되어 있나?: 실험 연구
(Stevens & Coupe, 1978)
일치
조건
Z
북쪽, 남쪽?
Z
X
X
Y
Y
Z
불일치
조건
X
X
Y
X
Z
X
Y
50
45
10
18
일치
15
불일치
동질
상대적 위치 관계
Y
Z
동질
조건
Z
오반응율 (%)
동쪽, 서쪽?
Y
고차 정보에
higher order information
의존하여
공간 정보 추론
COGNITION
COGNITION
지식의 영향
아이들의 지도 그리기
- 자기 나라가 중심
- 잘 아는 부분은 확대
혼일강리역대국도지도
(混一疆理歷代國都之圖)
인지 지도
- 환경 적응에 중요
- 명제와 이미지의 선택적 활용
: 상황에 따른 효과적인 지식의 활용
COGNITION
지각적 지식 표상이란?
1. 심적 표상 mental representation은
아날로그 표상 (심상)과 상징적 표상으로 구분된다
(Paivio의 이중 부호론)
2. 심상은 지각과정의 정보처리와 매우 비슷하게 처리한다
: 심적 회전, 심적 주사, 이미지 변화
(지각-심상 기능적 등가성, 동등성)
3. 심상은 고차적 인지과정의 영향을 받는다
: 심상 역전의 어려움, 심적 지도
(공간적 범주, 부호화)
4. 연속적 (계기적) 순서정보는 위계적으로 체제화되어 있다
: 기준 효과
마음의 표상은 세계와의 대면에서 시작된다.
세계를 “마음 속으로” 받아들이는 것의 문제인가, 아니면
환경 속에서 “최적의 적응”을 위한 과정인가?
COGNITION