Știința cognitivă încorporată ( în engleză Embodied Cognitive Science ), de asemenea , știința cognitivă materială , știința cognitivă încorporată ) este un domeniu de cercetare interdisciplinar , al cărui scop este de a explica mecanismele care stau la baza comportamentului inteligent . Include trei tehnici principale: modelarea sistemelor psihologice și biologice într-o manieră integrată, care ia în considerare mintea și corpul ca un întreg; formarea unui set de bază de principii generale de comportament rezonabil; utilizarea experimentală a roboților în condiții controlate.
Știința cognitivă încorporată se bazează pe filozofia practică , precum și pe domenii de cercetare conexe ale științei cognitive , psihologiei, neuroștiinței și inteligenței artificiale . În ceea ce privește neuroștiința , știința cognitivă materială a fost urmată de Gerald Edelman de la Institutul de Neuroștiințe din La Jolla, Francisco Varela de la Centrul Național de Cercetare Științifică din Franța și J. A. Scott Kelso de la Universitatea Florida Atlantic. De asemenea, această ramură a științei a fost de interes pentru filozofii Andy Clark, Sean Galaher și Evan Thompson, precum și pentru psihologi precum Michael Turvay, Lawrence Barsalow și Eleanor Roche. Eric Lennerberg și Philip Rubin de la Laboratoarele Haskins au studiat limbajul din punctul de vedere al științei cognitive materiale, iar Rolf Pfeiffer, Christian Scheyer și Josh S. Bongard din punctul de vedere al studierii inteligenței artificiale .
Știința cognitivă materială este o teorie alternativă a cunoașterii în care referirile la teoria computațională a minții sunt menținute la minimum, în timp ce accentul principal este pe modul în care organismul determină cum și ce să gândească. Teoria cognitivă clasică se bazează în principal pe manipularea semnalelor care sunt primite și procesate într-o unitate specială de procesare a informațiilor. Aceste semnale respectă anumite reguli de sintaxă, astfel încât procesorul poate detecta semnificația, procesa mesajul și poate produce un semnal de răspuns. De exemplu, simțurile umane sunt receptorii săi pentru recepționarea semnalelor primite din mediul extern. Aceștia intră în sistemul nervos, care este unitatea de procesare a informațiilor. Sistemul nervos este capabil să citească informațiile senzoriale și să creeze un semnal de răspuns care poate fi exprimat în mișcări ale corpului, răspunsuri comportamentale, activitate cognitivă și așa mai departe. Procesul de cunoaștere se desfășoară în adâncurile creierului, ceea ce înseamnă că cunoașterea mentală este tăiată de lumea exterioară și este posibilă numai atunci când se primește informații senzoriale.
Știința cognitivă încorporată diferă de abordarea clasică prin faptul că neagă sistemul de semnal de intrare-ieșire. O mare parte din această poziție se bazează pe lucrarea lui David Marr . Poziția sa este că sensul nu poate fi dedus din semnale fără un fel de interpretare internă. Dacă un „omuleț” care trăiește în cap interpretează semnalele primite, atunci cum este interpretarea semnalelor în creierul acestei persoane mici? Acest fapt face ca modelul clasic să fie mult mai puțin plauzibil. Astfel, cunoașterea materială încearcă să evite această problemă prin definirea cunoașterii în trei moduri. [unu]
Prima modalitate ia în considerare rolul corpului fizic, în special, modul în care proprietățile sale afectează capacitatea de a gândi. Pe baza acestei metode, este posibilă depășirea componentei de manipulare a caracterelor, care este o caracteristică a modelului clasic. Percepția profunzimii, de exemplu, poate fi explicată mai bine în cadrul unei abordări materiale datorită complexității acțiunii. Percepția adâncimii necesită ca creierul să detecteze două imagini separate luate din retinele ambilor ochi. În plus, mișcările corpului și ale capului complică acest proces. Când capul se rotește într-o direcție dată, obiectele din prim-plan par să se miște împotriva obiectelor din fundal. Astfel, se consideră că unele procesări vizuale au loc fără a fi nevoie de vreun fel de manipulare a caracterelor, deoarece obiectele din prim-plan par doar să se miște. Pe baza acestui fapt, rezultă concluzia că percepția profundă poate fi realizată fără manipularea intermediară a anumitor simboluri.
Un exemplu mai izbitor este studiul percepției auditive. De fapt, cu cât distanța dintre urechi este mai mare, cu atât auzul ar trebui să fie mai clar. De asemenea, densitatea dintre organele auzului este importantă, deoarece frecvența undei variază în funcție de mediul prin care trece. Atunci când procesează informații, sistemul auditiv al creierului ia în considerare acești factori, dar din nou, nu trebuie să interpreteze simbolurile, deoarece distanța dintre urechi în sine creează oportunitatea necesară pentru o mai mare acuitate a auzului, precum și densitate. Astfel, atunci când se iau în considerare proprietățile fizice ale corpului, sistemul simbolic este o metaforă inutilă și inutilă.
A doua metodă se bazează în mare măsură pe munca lui George Lakoff și Mark Johnson. Ei au susținut că oamenii folosesc metaforele pentru a explica mai bine lumea lor exterioară. Oamenii au, de asemenea, un set de bază de concepte din care pot fi formate concepte noi. Aceste concepte de bază includ orientări spațiale, cum ar fi sus, jos, înainte și înapoi. Oamenii pot înțelege cu ușurință sensul acestor cuvinte, deoarece le pot experimenta direct cu propriul lor corp. De exemplu, deoarece mișcările de bază ale unei persoane sunt să stea drepte sau să miște corpul într-o direcție în sus și în jos, oamenii sunt conștienți de aceste concepte la nivel subconștient. Același lucru se poate spune despre conceptele de înainte și înapoi. După cum am menționat mai devreme, acest set de bază de reprezentări spațiale este fundația pe care sunt construite alte concepte. În engleză, de exemplu, o stare de spirit fericită sau tristă este exprimată prin cuvintele sus (sus) și, respectiv, jos (jos). Adevărata înțelegere a acestor concepte depinde de cunoștințele individului despre structura corpului uman. Astfel, Lakoff și Johnson cred că, în absența unui corp, nu ar putea ști ce ar putea însemna sus sau jos și cum ar putea fi legate aceste concepte de stările emoționale.
Dacă vă imaginați o ființă sferică care trăiește în afara oricărui câmp gravitațional, fără nicio experiență, cunoștințe sau imaginație, este puțin probabil ca el să poată înțelege sensul conceptului de „sus”. Deși acest lucru nu înseamnă că astfel de ființe nu își vor putea exprima emoțiile cu alte cuvinte, le vor exprima altfel decât fac oamenii. Conceptul de bucurie (sentiment sus) și tristețe (feeling down) pentru o persoană va fi diferit, deoarece o persoană are o întruchipare fizică diferită. Rezultă că corpul fizic afectează direct modul în care gândește individul, deoarece folosește metaforele asociate corpului său ca concepte de bază. [2]
A treia cale se bazează pe cercetarea modului în care indivizii își folosesc mediul imediat în procesarea cognitivă. Se bazează pe teoria funcționalismului și susține că dobândirea de proprietăți unice de către diferite stări de conștiință are loc în funcție de rolul lor într-un sistem mai mare. Pentru a ilustra mai viu această poziție, este folosit exemplul unui asistent digital personal (PDA) . Informațiile de pe PDA sunt similare cu informațiile stocate în creier. Astfel, dacă presupunem că informația din creier determină diferite stări mentale, atunci informația din PCC face același lucru. Luați în considerare și rolul pixului și hârtiei în procesul de înmulțire a numerelor. Pixul și hârtia sunt atât de implicate în procesul cognitiv de rezolvare a problemelor încât pare absurd să spunem că sunt oarecum diferite de procesul în sine. Un alt exemplu explorează modul în care oamenii își gestionează mediul într-un mod care facilitează îndeplinirea sarcinilor cognitive: de exemplu, lăsarea cheilor de la mașină într-un loc familiar pentru a nu se pierde sau folosirea unui fel de reper pentru a naviga într-un oraș necunoscut. . Astfel, oamenii folosesc elementele mediului lor pentru a-i ajuta să îndeplinească funcții cognitive.
Importanța abordării materiale în contextul științei cognitive este poate cel mai bine explicată de Andy Clark [3] . El susține că creierul în sine nu ar trebui să fie singurul obiectiv pentru studiul științific al cogniției. Pentru a demonstra necesitatea utilizării unei abordări materiale a studiului științific al cunoașterii, el oferă câteva exemple vii.
Comportamentul tonului roșu a fost mult timp un mister pentru biologi, datorită capacității sale incredibile de a accelera rapid și de a atinge viteze mari. Examinarea biologică a tonului arată că pur și simplu nu este capabil de astfel de fapte. Cu toate acestea, răspunsul poate fi găsit luând în considerare întruchiparea fizică a tonului. Tonul roșu își folosește mediul înconjurător, în special curenții naturali, pentru a-și crește viteza. De asemenea, își folosește corpul fizic în acest scop: înotătoarea coadă îl ajută să creeze propulsia și presiunea necesare, ceea ce îl ajută să câștige și să mențină viteze mari. Astfel, tonul roșu folosește activ mediul în scopuri proprii prin atributele corpului său fizic.
Clarke folosește exemplul săriturii robotului , construit de Raibert și Hodgins, pentru a demonstra implicațiile ulterioare ale paradigmei materiale. De fapt, acest robot era un cilindru vertical cu un picior pentru sărituri. Controlul comportamentului robotului ar putea fi destul de complicat, deoarece, pe lângă subtilitățile programului în sine, au existat și probleme mecanice privind modul de construire a unui picior pentru ca acesta să sară. Conform abordării materiale, pentru aceasta robotul trebuie să fie capabil să-și folosească întruchiparea fizică la maximum. Adică, sistemul robot trebuie considerat ca având caracteristici dinamice și nu ca un centru de comandă care pur și simplu efectuează acțiuni.
Oamenii de știință clasici ar putea argumenta că doar pentru că obiectele fizice pot fi folosite ca ajutor pentru procesul cognitiv nu înseamnă că fac parte din sistemul cognitiv. De exemplu, ochelarii sunt folosiți pentru a ajuta vederea, dar judecata că aceștia fac parte dintr-un sistem mai larg înseamnă o regândire fundamentală a conceptului de sistem vizual . [4] Susținătorii abordării materiale, la rândul lor, pot răspunde că în cazurile în care obiectele din mediul înconjurător joacă un rol funcțional în formarea stărilor mentale, obiectele în sine nu ar trebui considerate drept stări mentale direct.