Intelligentie en cognitiewetenschap: van hoofd naar handen

Presentatie over: "Intelligentie en cognitiewetenschap: van hoofd naar handen"— Transcript van de presentatie:

1 Intelligentie en cognitiewetenschap: van hoofd naar handen
Marc Slors Intelligentie en cognitiewetenschap: van hoofd naar handen

2 Overzicht 1. Variatie in intelligentie
2. ‘Top-down’ en ‘bottom-up’ benaderingen: van hoofd naar handen. 3. Een bottom-up benadering van ‘hoofd-intelligentie’?: consequenties voor het begrip ‘intelligentie’.

3 1. Variatie in intelligentie
Algemene definitie van ‘intelligentie’, in 1994 onderschreven door 52 onderzoekers: A very general mental capability that, among other things, involves the ability to reason, plan, solve problems, think abstractly, comprehend complex ideas, learn quickly and learn from experience. It is not merely book learning, a narrow academic skill, or test-taking smarts. Rather, it reflects a broader and deeper capability for comprehending our surroundings—"catching on", "making sense" of things, or "figuring out" what to do. (Intelligence Gottfredson, 1997, p. 13)

4 1. Variatie in intelligentie
Vermogens: Redeneren Plannen Abstract denken Begrijpen complexe ideeën Leren Probleemoplossen

5 1. Variatie in intelligentie
Vermogens: Redeneren Plannen Abstract denken Begrijpen complexe ideeën Leren Probleemoplossen Is vaak vorm van probleem oplossen

6 1. Variatie in intelligentie
Vermogens: Redeneren Plannen Abstract denken Begrijpen complexe ideeën Leren Probleemoplossen Is vaak vorm van probleem oplossen Hoe kan ik X?: probleemoplossen

7 1. Variatie in intelligentie
Vermogens: Redeneren Plannen Abstract denken Begrijpen complexe ideeën Leren Probleemoplossen Is vaak vorm van probleem oplossen Hoe kan ik X?: probleemoplossen Krijgen betekenis tegen de achter-grond van een vraag of probleem

8 1. Variatie in intelligentie
Vermogens: Redeneren Plannen Abstract denken Begrijpen complexe ideeën Leren Probleemoplossen Is vaak vorm van probleem oplossen Hoe kan ik X?: probleemoplossen Krijgen betekenis tegen de achter-grond van een vraag of probleem Veelal van competenties die kunnen helpen in context van probleem

9 1. Variatie in intelligentie
Als de notie ‘probleemoplossend vermogen’ breed wordt geïnterpreteerd—bijvoorbeeld als het vermogen antwoord te geven op de vraag ‘wat nu?’ in een breed scala van situaties—overlapt het grotendeels met leren, abstract denken, het begrijpen van complexe ideeën, redeneren en plannen.

10 1. Variatie in intelligentie
Als de notie ‘probleemoplossend vermogen’ breed wordt geïnterpreteerd—bijvoorbeeld als het vermogen antwoord te geven op de vraag ‘wat nu?’ in een breed scala van situaties—overlapt het grotendeels met leren, abstract denken, het begrijpen van complexe ideeën, redeneren en plannen. We kunnen dus ‘probleemoplossend vermogen’ (in brede zin) als werkdefinitie voor intelligentie gebruiken.

11 1. Variatie in intelligentie
Howard Gardner et. al.: To my mind, a human intellectual competence must entail a set of skills of problem solving—enabling the individual to resolve genuine problems or difficulties that he or she encounters and, when appropriate, to create an effective product—and must also entail the potential for finding or creating problems—and thereby laying the groundwork for the acquisition of new knowledge. [Gardner, H., Kornhaber, M. and Wake, W. (1996). Intelligence: Multiple Perspectives. Fort Worth: Harcourt Brace College Publishers.]

12 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen:

13 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen: Logische, abstracte of wiskundige problemen

14 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen: Logische, abstracte of wiskundige problemen Technische problemen

15 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen: Logische, abstracte of wiskundige problemen Technische problemen Sociale of politieke problemen

16 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen: Logische, abstracte of wiskundige problemen Technische problemen Sociale of politieke problemen ‘Biologische problemen’: voorzien in dagelijkse behoeften

17 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen: Logische, abstracte of wiskundige problemen Technische problemen Sociale of politieke problemen ‘Biologische problemen’: voorzien in dagelijkse behoeften Praktische problemen: aanpassing aan je omgeving Enz.

18 1. Variatie in intelligentie
Variatie in problemen: Logische, abstracte of wiskundige problemen Technische problemen Sociale of politieke problemen ‘Biologische problemen’: voorzien in dagelijkse behoeften Praktische problemen: aanpassing aan je omgeving Enz. Dus: als intelligentie probleemoplossendvermogen is zijn er heel veel soorten intelligentie.

19 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
De afgelopen 20 jaar is in de cognitiewetenschappen de aandacht verschoven van ‘top-down’ benaderingen van cognitie en intelligentie naar ‘bottom-up’ benaderingen.

20 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
De afgelopen 20 jaar is in de cognitiewetenschappen de aandacht verschoven van ‘top-down’ benaderingen van cognitie en intelligentie naar ‘bottom-up’ benaderingen. Top-down: begin met een beschrijving van cognitie en intelligentie zoals we die kennen uit het dagelijks leven; zoek daarna naar een theorie die uitlegt hoe onze hersenen intelligentie/cognitie implementeren.

21 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
De afgelopen 20 jaar is in de cognitiewetenschappen de aandacht verschoven van ‘top-down’ benaderingen van cognitie en intelligentie naar ‘bottom-up’ benaderingen. Top-down: begin met een beschrijving van cognitie en intelligentie zoals we die kennen uit het dagelijks leven; zoek daarna naar een theorie die uitlegt hoe onze hersenen intelligentie/cognitie implementeren. Bottom-up: begin met te kijken hoe onze hersenen feitelijk werken en probeer van daaruit toe te werken naar een theoretisch begrip van cognitie/intelligentie zoals we dat dagelijks ervaren en gebruiken.

22 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
De afgelopen 20 jaar is in de cognitiewetenschappen de aandacht verschoven van ‘top-down’ benaderingen van cognitie en intelligentie naar ‘bottom-up’ benaderingen. Top-down: begin met een beschrijving van cognitie en intelligentie zoals we die kennen uit het dagelijks leven; zoek daarna naar een theorie die uitlegt hoe onze hersenen intelligentie/cognitie implementeren. Bottom-up: begin met te kijken hoe onze hersenen feitelijk werken en probeer van daaruit toe te werken naar een theoretisch begrip van cognitie/intelligentie zoals we dat dagelijks ervaren en gebruiken. Wat ik wil laten zien: deze ontwikkeling zorgde ervoor dat voor wat betreft intelligentie de aandacht grotendeels verschoof van hoofd naar handen.

23 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering:

24 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’

25 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’ In de AI wordt toegewerkt naar systemen die intelligentie/cognitie vertonen op hetzelfde ‘persoonlijke’ (i.p.v. Sub-persoonlijke) niveau als dat we het bij mensen kennen.

26 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’ In de AI wordt toegewerkt naar systemen die intelligentie/cognitie vertonen op hetzelfde ‘persoonlijke’ (i.p.v. Sub-persoonlijke) niveau als dat we het bij mensen kennen. Levert goede expertsystemen op.

27 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’ In de AI wordt toegewerkt naar systemen die intelligentie/cognitie vertonen op hetzelfde ‘persoonlijke’ (i.p.v. Sub-persoonlijke) niveau als dat we het bij mensen kennen. Levert goede expertsystemen op. Nadelen van een top-down benadering:

28 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’ In de AI wordt toegewerkt naar systemen die intelligentie/cognitie vertonen op hetzelfde ‘persoonlijke’ (i.p.v. Sub-persoonlijke) niveau als dat we het bij mensen kennen. Levert goede expertsystemen op. Nadelen van een top-down benadering: ‘Programma’ van intelligentie/cognitie is zeer sterk geïdealiseerd.

29 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’ In de AI wordt toegewerkt naar systemen die intelligentie/cognitie vertonen op hetzelfde ‘persoonlijke’ (i.p.v. Sub-persoonlijke) niveau als dat we het bij mensen kennen. Levert goede expertsystemen op. Nadelen van een top-down benadering: ‘Programma’ van intelligentie/cognitie is zeer sterk geïdealiseerd. Implementatie van zo’n programma op neuraal niveau is problematisch: theorieën daarover zijn niet verifieerbaar.

30 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een top-down benadering: Cognitie/intelligentie blijft ‘herkenbaar’ In de AI wordt toegewerkt naar systemen die intelligentie/cognitie vertonen op hetzelfde ‘persoonlijke’ (i.p.v. Sub-persoonlijke) niveau als dat we het bij mensen kennen. Levert goede expertsystemen op. Nadelen van een top-down benadering: ‘Programma’ van intelligentie/cognitie is zeer sterk geïdealiseerd. Implementatie van zo’n programma op neuraal niveau is problematisch: theorieën daarover zijn niet verifieerbaar. Cognitie/intelligentie van klassieke AI systemen schiet tekort zodra het om flexibel gedrag/aanpassing aan omgeving gaat.

31 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering:

32 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering: Geen probleem met neurale implementatie: de hersenen worden nagebootst.

33 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering: Geen probleem met neurale implementatie: de hersenen worden nagebootst. Succes met het zelf laten leren van computers.

34 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering: Geen probleem met neurale implementatie: de hersenen worden nagebootst. Succes met het zelf laten leren van computers. Toepasbaar in robotica: intelligent gedrag is niet beperkt tot linguistisch gedrag, maar is feitelijk belichaamd gedrag.

35 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering: Geen probleem met neurale implementatie: de hersenen worden nagebootst. Succes met het zelf laten leren van computers. Toepasbaar in robotica: intelligent gedrag is niet beperkt tot linguistisch gedrag, maar is feitelijk belichaamd gedrag. Kan daardoor rekening houden met het feit dat cognitie/intelligentie veel te maken heeft met flexibele omgang met nieuwe situaties (probleemoplossen!) in bredere (fysieke) zin.

36 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering: Geen probleem met neurale implementatie: de hersenen worden nagebootst. Succes met het zelf laten leren van computers. Toepasbaar in robotica: intelligent gedrag is niet beperkt tot linguistisch gedrag, maar is feitelijk belichaamd gedrag. Kan daardoor rekening houden met het feit dat cognitie/intelligentie veel te maken heeft met flexibele omgang met nieuwe situaties (probleemoplossen!) in bredere (fysieke) zin. Het grote nadeel van bottom-up benaderingen:

37 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Voordelen van een bottom-up benadering: Geen probleem met neurale implementatie: de hersenen worden nagebootst. Succes met het zelf laten leren van computers. Toepasbaar in robotica: intelligent gedrag is niet beperkt tot linguistisch gedrag, maar is feitelijk belichaamd gedrag. Kan daardoor rekening houden met het feit dat cognitie/intelligentie veel te maken heeft met flexibele omgang met nieuwe situaties (probleemoplossen!) in bredere (fysieke) zin. Het grote nadeel van bottom-up benaderingen: Talige, conceptuele, ‘hogere’ cognitie—dus cognitie die we kennen van het ‘persoonlijke’ niveau—is veel te complex om via bottom-up manier te worden verklaard.

38 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Illustratie van verschuiving top-down naar bottom-up: CYC versus Robo-kakkerlak

39 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Illustratie van verschuiving top-down naar bottom-up: CYC versus Robo-kakkerlak

40 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
In slogan-vorm (en een beetje gechargeerd): Het paradigmatiche voorbeeld van ‘intelligentie’ in de cognitiewetenschappen is verschoven van de schaakcomputer naar een robot die met een bord hete soep door de kamer kan wandelen.

41 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus:

42 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’

43 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op

44 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie

45 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’

46 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’ Kan neurale implementatie van cognitie niet uitleggen

47 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’ Kan neurale implementatie van cognitie niet uitleggen Bottom-up benadering

48 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’ Kan neurale implementatie van cognitie niet uitleggen Bottom-up benadering Modelleert vooral ‘handen intelligentie’

49 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’ Kan neurale implementatie van cognitie niet uitleggen Bottom-up benadering Modelleert vooral ‘handen intelligentie’ Levert goede robots op

50 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’ Kan neurale implementatie van cognitie niet uitleggen Bottom-up benadering Modelleert vooral ‘handen intelligentie’ Levert goede robots op Kan neurale implementatie goed uitleggen

51 2. Verschuivingen in de cognitiewetenschap
Dus: Top-down benadering Modelleert vooral ‘hoofd intelligentie’ Levert goede expertsystemen op Negeert belichaamd-gesitueerd karakter van cognitie Kan weinig met ‘flexibiliteit/aanpassingsvermogen/leren’ Kan neurale implementatie van cognitie niet uitleggen Bottom-up benadering Modelleert vooral ‘handen intelligentie’ Levert goede robots op Kan neurale implementatie goed uitleggen Kan vooralsnog weinig met ‘hoofd intelligentie’

52 3. Een bottom-up/top-down combinatie?
Is er niet een ‘best of both worlds’ benadering mogelijk?

53 3. Een bottom-up/top-down combinatie?
Is er niet een ‘best of both worlds’ benadering mogelijk? Stelling: Ja, maar die heeft consequenties voor de status van een begrip als ‘intelligentie’.

54 3. Een bottom-up/top-down combinatie?
Is er niet een ‘best of both worlds’ benadering mogelijk? Stelling: Ja, maar die heeft consequenties voor de status van een begrip als ‘intelligentie’. Uitleg: Probleem met ‘hoofd-intelligentie’ (top-down) is neurale implementatie.

55 3. Een bottom-up/top-down combinatie?
Is er niet een ‘best of both worlds’ benadering mogelijk? Stelling: Ja, maar die heeft consequenties voor de status van een begrip als ‘intelligentie’. Uitleg: Probleem met ‘hoofd-intelligentie’ (top-down) is neurale implementatie. De noodzaak tot een theorie daarover vervalt wanneer we ‘hoofd-intelligentie’ vooral gaan zien als een interpreterende beschrijving van cognitie/intelligentie op lager niveau.

56 3. Een bottom-up/top-down combinatie?
Is er niet een ‘best of both worlds’ benadering mogelijk? Stelling: Ja, maar die heeft consequenties voor de status van een begrip als ‘intelligentie’. Uitleg: Probleem met ‘hoofd-intelligentie’ (top-down) is neurale implementatie. De noodzaak tot een theorie daarover vervalt wanneer we ‘hoofd-intelligentie’ vooral gaan zien als een interpreterende beschrijving van cognitie/intelligentie op lager niveau. We moeten, m.a.w., het persoonlijke- van het sub-persoonlijke niveau onderscheiden en niet proberen om b.v. gedachten en redeneringen etc. letterlijk terug te vinden in de hersenen.

57 3. Een bottom-up/top-down combinatie?
Is er niet een ‘best of both worlds’ benadering mogelijk? Stelling: Ja, maar die heeft consequenties voor de status van een begrip als ‘intelligentie’. Uitleg: Probleem met ‘hoofd-intelligentie’ (top-down) is neurale implementatie. De noodzaak tot een theorie daarover vervalt wanneer we ‘hoofd-intelligentie’ vooral gaan zien als een interpreterende beschrijving van cognitie/intelligentie op lager niveau. We moeten, m.a.w., het persoonlijke- van het sub-persoonlijke niveau onderscheiden en niet proberen om b.v. gedachten en redeneringen etc. letterlijk terug te vinden in de hersenen. ‘Intelligentie’ is dus niet zozeer een objectieve capaciteit, maar eerder een nuttige interpretatie/beschrijving van de oorzaken achter bepaald gedrag.