A megtestesült kognitív tudomány ( angolul Embodied Cognitive Science ), anyagi kognitív tudomány is , testesült kognitív tudomány ) egy interdiszciplináris kutatási terület, amelynek célja az intelligens viselkedés mögött meghúzódó mechanizmusok magyarázata. Három fő technikát foglal magában: a pszichológiai és biológiai rendszerek integrált modellezése, amely az elmét és a testet egészében veszi figyelembe; az ésszerű viselkedés általános elveinek alapkészletének kialakítása; robotok kísérleti alkalmazása ellenőrzött körülmények között.
A megtestesült kognitív tudomány a gyakorlati filozófián , valamint a kognitív tudomány , a pszichológia, az idegtudomány és a mesterséges intelligencia kapcsolódó kutatási területein alapul . Az idegtudomány tekintetében az anyagi kognitív tudományt Gerald Edelman , a La Jolla-i Idegtudományi Intézet munkatársa, Francisco Varela a francia Nemzeti Tudományos Kutatási Központtól és J. A. Scott Kelso, a Floridai Atlanti Egyetem munkatársa folytatta. Ezenkívül ez a tudományág érdekelte Andy Clark, Sean Galaher és Evan Thompson filozófusokat, valamint olyan pszichológusokat, mint Michael Turvay, Lawrence Barsalow és Eleanor Roche. Eric Lennerberg és Philip Rubin (Haskins Laboratories) a nyelvet az anyagi kognitív tudományok, Rolf Pfeiffer, Christian Scheyer és Josh S. Bongard pedig a mesterséges intelligencia tanulmányozása szempontjából tanulmányozták.
Az anyagi kognitív tudomány egy alternatív tudáselmélet, amelyben az elme számítási elméletére való hivatkozások minimálisak, miközben a fő hangsúly azon van, hogy a szervezet hogyan határozza meg, hogyan és mit gondoljon. A klasszikus kognitív elmélet főként egy speciális információfeldolgozó egységben vett és feldolgozott jelek manipulálásán alapul. Ezek a jelek bizonyos szintaktikai szabályoknak engedelmeskednek, így a processzor képes észlelni a jelentést, feldolgozni az üzenetet, és válaszjelet generálni. Például az emberi érzékszervek a külső környezetből érkező jelek fogadására szolgáló receptorai. Bejutnak az idegrendszerbe, amely az információfeldolgozó egység. Az idegrendszer képes az érzékszervi információkat olvasni és válaszjelet létrehozni, amely testi mozgásokban, viselkedési reakciókban, kognitív tevékenységben stb. A megismerési folyamat az agy mélyén zajlik, ami azt jelenti, hogy a mentális megismerés el van vágva a külvilágtól, és csak érzékszervi információk fogadása esetén lehetséges.
A megtestesült kognitív tudomány abban különbözik a klasszikus megközelítéstől, hogy tagadja a bemeneti-kimeneti jelrendszert. Ennek az álláspontnak nagy része David Marr munkáján alapul . Álláspontja az, hogy a jelekből nem lehet jelentésre következtetni valamiféle belső értelmezés nélkül. Ha valami fejben élő „kisember” értelmezi a bejövő jeleket, akkor hogyan értelmezi a jeleket ennek a kis embernek az agyában? Ez a tény sokkal kevésbé valószínűvé teszi a klasszikus modellt. Így az anyagi megismerés ezt a problémát úgy kívánja elkerülni, hogy a megismerést háromféleképpen határozza meg. [egy]
Az első módszer a fizikai test szerepét veszi figyelembe, különösen azt, hogy tulajdonságai hogyan befolyásolják a gondolkodási képességet. Ezzel a módszerrel leküzdhető a karaktermanipulációs komponens, amely a klasszikus modell sajátossága. A mélységérzékelés például jobban magyarázható anyagi megközelítésen belül, a cselekvés összetettsége miatt. A mélységérzékelés megköveteli, hogy az agy két különálló képet érzékeljen mindkét szem retinájából. Ezenkívül a test és a fej mozgása bonyolítja ezt a folyamatot. Ha a fej egy adott irányba forog, az előtérben lévő objektumok úgy tűnik, hogy a háttérben lévő tárgyakkal szemben mozognak. Így bizonyos vizuális feldolgozást úgy tekintünk, hogy mindenféle karaktermanipuláció nélkül megy végbe, mivel az előtérben lévő objektumok csak mozogni látszanak. Ennek alapján az a következtetés vonható le, hogy bizonyos szimbólumok közbenső manipulációja nélkül is megvalósítható a mély érzékelés.
Egy szembetűnőbb példa az auditív észlelés vizsgálata. Valójában minél nagyobb a távolság a fülek között, annál élesebbnek kell lennie a hallásnak. A hallószervek közötti sűrűség is fontos, mivel a hullám frekvenciája attól függően változik, hogy milyen közegen halad át. Az információfeldolgozás során az agy hallórendszere figyelembe veszi ezeket a tényezőket, de ismét nem kell értelmeznie a szimbólumokat, mivel a fülek közötti távolság maga teremti meg a szükséges lehetőséget a nagyobb hallásélességhez, valamint a sűrűséghez. Így a test fizikai tulajdonságait figyelembe véve a szimbolikus rendszer szükségtelen és haszontalan metafora.
A második módszer nagymértékben támaszkodik George Lakoff és Mark Johnson munkáira. Azzal érveltek, hogy az emberek metaforákat használnak, hogy jobban megmagyarázzák külső világukat. Az embereknek is van egy alapfogalma, amelyből új fogalmak alkothatók. Ezek az alapfogalmak magukban foglalják a térbeli orientációkat, például fel, le, előre és hátra. Az emberek könnyen megértik e szavak jelentését, mert közvetlenül megtapasztalhatják őket saját testükön. Például, mivel az ember alapvető mozgása az, hogy egyenesen álljon, vagy felfelé és lefelé mozgassa a testét, az emberek tudatalatti szinten tisztában vannak ezekkel a fogalmakkal. Ugyanez mondható el az előre és hátra fogalmakról is. Ahogy korábban említettük, a térbeli reprezentációknak ez az alapkészlete képezi az alapot, amelyre más fogalmak épülnek. Az angolban például a boldog vagy szomorú hangulatot a fel (fel) és le (down) szavak fejezik ki. E fogalmak valódi megértése az egyénnek az emberi test szerkezetére vonatkozó ismereteitől függ. Így Lakoff és Johnson úgy véli, hogy test hiányában nem tudhatták, mit jelenthet fel vagy le, és hogyan kapcsolhatók össze ezek a fogalmak az érzelmi állapotokkal.
Ha elképzel egy gömb alakú lényt, aki bármilyen gravitációs mezőn kívül él, minden tapasztalat, tudás vagy képzelet nélkül, akkor nem valószínű, hogy képes lesz megérteni a „fel” fogalmát. Bár ez nem jelenti azt, hogy az ilyen lények ne tudnák más szavakkal kifejezni érzelmeiket, másképpen fogják kifejezni azokat, mint az emberek. Az öröm (feeling up) és a szomorúság (levert érzés) fogalma egy személy számára más lesz, mivel egy személynek más a fizikai megtestesülése. Ebből következik, hogy a fizikai test közvetlenül befolyásolja az egyén gondolkodását, mivel a testéhez kapcsolódó metaforákat alapfogalomként használja. [2]
A harmadik út azon a kutatáson alapul, hogy az egyének hogyan használják közvetlen környezetüket a kognitív feldolgozásban. A funkcionalizmus elméletén alapul, és azt állítja, hogy a különböző tudatállapotok egyedi tulajdonságok megszerzése egy nagyobb rendszerben betöltött szerepük függvényében történik. Ennek a helyzetnek a szemléletesebb bemutatására a személyi digitális asszisztens (PDA) példáját használjuk . A PDA-n lévő információ hasonló az agyban tárolt információkhoz. Így, ha feltételezzük, hogy az agyban lévő információ különböző mentális állapotokat határoz meg, akkor a CCP-ben lévő információ ugyanezt teszi. Vegye figyelembe a toll és a papír szerepét is a számszorzás folyamatában. A toll és a papír annyira részt vesznek a problémamegoldás kognitív folyamatában, hogy ostobaságnak tűnik azt állítani, hogy valamiben különböznek magától a folyamattól. Egy másik példa azt vizsgálja, hogy az emberek hogyan kezelik a környezetüket oly módon, hogy megkönnyítsék a kognitív feladatok elvégzését: például egy ismerős helyen hagyják az autókulcsokat, hogy ne tévedjenek el, vagy valamilyen tereptárgyat használnak az ismeretlen városban való navigáláshoz. . Így az emberek környezetük elemeit használják fel kognitív funkciók ellátására.
Az anyagi megközelítés fontosságát a kognitív tudomány összefüggésében talán Andy Clark magyarázza a legjobban [3] . Azzal érvel, hogy a kogníció tudományos tanulmányozásának nem az agynak kell egyedül lennie. Számos szemléletes példát hoz fel annak bizonyítására, hogy a megismerés tudományos vizsgálatában az anyagi megközelítést kell alkalmazni.
A kékúszójú tonhal viselkedése régóta rejtély a biológusok számára, köszönhetően annak, hogy hihetetlenül gyorsan felgyorsul és nagy sebességet ér el. A tonhal biológiai vizsgálata azt mutatja, hogy egyszerűen nem képes ilyen bravúrokra. A választ azonban meg lehet találni, ha figyelembe vesszük a tonhal fizikai megtestesülését. A kékúszójú tonhal a környezetét, különösen a természetes áramlatokat használja fel sebességének növelésére. Fizikai testét is erre a célra használja: farokúszója segíti a szükséges hajtóerő és nyomás megteremtését, ami segíti a nagy sebesség elérését és megtartását. Így a kékúszójú tonhal aktívan használja a környezetet saját céljaira fizikai testének tulajdonságain keresztül.
Clarke a Raibert és Hodgins által épített robotugrás példáját használja fel az anyagi paradigma további vonatkozásainak bemutatására. Valójában ez a robot egy függőleges henger volt, egyik lábával ugráshoz. A robot viselkedésének szabályozása meglehetősen bonyolult lehet, mert a program finomságai mellett mechanikai problémák is adódtak azzal kapcsolatban, hogy hogyan kell lábat építeni, hogy az ugorjon. Az anyagi megközelítés szerint ehhez a robotnak képesnek kell lennie arra, hogy a lehető legteljesebb mértékben kihasználja fizikai megtestesülését. Vagyis a robotrendszert dinamikus jellemzőkkel rendelkezőnek kell tekinteni, nem pedig egyszerűen műveleteket végrehajtó parancsnoki központnak.
A klasszikus tudósok azzal érvelhetnek, hogy pusztán azért, mert a fizikai tárgyakat a kognitív folyamat segédeszközeként lehet használni, még nem jelenti azt, hogy a kognitív rendszer részét képezik. Például a szemüveget a látás elősegítésére használják, de az az ítélet, hogy egy nagyobb rendszer részét képezik, a vizuális rendszer fogalmának alapvető újragondolását jelenti . [4] Az anyagi megközelítés hívei viszont azt válaszolhatják, hogy azokban az esetekben, amikor a környezeti tárgyak funkcionális szerepet játszanak a mentális állapotok kialakításában, magukat a tárgyakat nem szabad közvetlenül mentális állapotnak tekinteni.