Активное восприятие — то, как животные двигают глазами, ушами или вибриссами для получения информации, — может быть гораздо более фундаментальным, чем считалось ранее. Новая статья предполагает, что эти движения не просто уменьшают неопределенность, а являются необходимым компонентом того, как мозг контролирует поведение для достижения целей. Это понимание может изменить то, как мы проектируем роботов и понимаем собственное познание.
Исследование
Исследование, опубликованное на arXiv и проведенное Эндрю Ламперски, Дебоджитом Бисвасом, Эриком С. Форчуном, Джоном Гукенхаймером, Кэтлин Хоффман и Ноем Дж. Кованом, предлагает новую теоретическую основу для активного восприятия. Исторически активное восприятие определялось как затраты энергии, часто движения, для получения информации. Авторы утверждают, что сочетание адаптивных сенсоров (которые регулируют свою чувствительность), тесной связи между движением и восприятием и контроля на уровне задач (необходимость достижения конкретных целей) неизбежно порождает активные сенсорные движения. Это означает, что активное восприятие не обусловлено сенсорными целями, такими как минимизация неопределенности об окружающей среде, а возникает как необходимая часть управления телом для выполнения задач.
Подтверждая эту гипотезу, исследователи ссылаются на эмпирические данные различных организмов и математическую теорию. Они отмечают, что активное сенсорное поведение часто происходит дискретными интервалами, чередуясь с целенаправленными действиями. Это предполагает, что животные переключаются между двумя режимами: режимом «исследования», когда они совершают динамические движения для формирования сенсорной обратной связи, и режимом «использования», когда они совершают более медленные корректирующие движения, непосредственно связанные с выполнением задачи. Такая стратегия переключения режимов, по их мнению, универсальна в биологии, но редко используется в инженерных системах.
В статье подчеркивается, что хотя инженерные системы с современными датчиками и исполнительными механизмами могут превосходить животных по конкретным показателям, таким как сила, точность и скорость, животные достигают устойчивого и грациозного поведения, которое остается непревзойденным. Этот разрыв указывает на то, что современные системы управления неадекватны, и insights из этого исследования, выраженные на языке теории управления, могут быть критически важны для развития робототехники.
Почему это важно
Этот теоретический сдвиг имеет глубокие последствия для понимания нашего собственного мозга. Он предполагает, что движения, которые мы совершаем для восприятия мира, такие как осмотр комнаты или ощупывание объекта, — это не просто пассивный сбор данных, а глубоко интегрированы с нашей способностью действовать. Это означает, что наши перцептивные системы не отделены от моторных; они работают вместе как единый контур управления. Практически это может объяснить, почему определенные моторные поведения, такие как ерзание или хождение взад-вперед, могут способствовать мышлению или решению проблем. Для людей, заинтересованных в улучшении когнитивных способностей, это подчеркивает важность активного взаимодействия с окружающей средой, а не пассивного наблюдения.
Что вы можете сделать
Чтобы использовать это понимание, попробуйте включить активное исследование в свое обучение или решение проблем. Вместо того чтобы просто читать или слушать, физически манипулируйте объектами, рисуйте диаграммы или двигайтесь, думая. Эти активные сенсорные движения могут помочь вашему мозгу достичь лучшего контроля на уровне задач, улучшая концентрацию и понимание. Также рассмотрите возможность чередования сфокусированного режима «использования» и расслабленного режима «исследования» — делайте короткие перерывы, чтобы мысленно или физически блуждать, что может повысить креативность и способность решать проблемы.
Источник: arXiv q-bio.NC
Любопытно узнать о своем мозге? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.