Активне відчуття — спосіб, у який тварини рухають очима, вухами або вібрисами для збору інформації — може бути набагато фундаментальнішим, ніж вважалося раніше. Нова стаття припускає, що ці рухи не просто для зменшення невизначеності, а є необхідним компонентом того, як мозок контролює поведінку для досягнення цілей. Це розуміння може змінити те, як ми проєктуємо роботів і розуміємо власне пізнання.
Дослідження
Дослідження, опубліковане на arXiv під керівництвом Ендрю Ламперські, Дебойоті Бісвас, Еріка С. Форчуна, Джона Гакенхаймера, Кетлін Гоффман і Ноя Дж. Коуена, пропонує нову теоретичну структуру для активного відчуття. Історично активне відчуття визначалося як витрати енергії, часто руху, для отримання інформації. Автори стверджують, що поєднання адаптивних сенсорів (які регулюють свою чутливість), тісний зв'язок між рухом і відчуттям, а також контроль на рівні завдань (необхідність досягати конкретних цілей) неминуче породжує активні сенсорні рухи. Це означає, що активне відчуття не керується сенсорними цілями, як-от мінімізація невизначеності про навколишнє середовище, а виникає як необхідна частина контролю за тілом для виконання завдань.
Підтверджуючи цю гіпотезу, дослідники посилаються на емпіричні дані різних організмів і математичну теорію. Вони зазначають, що активна сенсорна поведінка часто відбувається дискретними інтервалами, чергуючись із цілеспрямованими діями. Це свідчить про те, що тварини перемикаються між двома режимами: режим «дослідження», де вони роблять динамічні рухи для формування сенсорного зворотного зв'язку, і режим «використання», де вони роблять повільніші коригувальні рухи, безпосередньо пов'язані з виконанням завдання. Ця стратегія перемикання режимів, на їхню думку, є універсальною в біології, але рідко використовується в інженерних системах.
У статті наголошується, що інженерні системи з найсучаснішими сенсорами та актуаторами можуть перевершувати тварин за конкретними показниками, як-от сила, точність і швидкість, але тварини досягають надійної та граціозної поведінки, яка залишається неперевершеною. Цей розрив свідчить про те, що сучасні системи керування недостатні, і ідеї з цього дослідження, виражені мовою теорії керування, можуть бути критичними для розвитку робототехніки.
Чому це важливо
Цей теоретичний зсув має глибокі наслідки для розуміння нашого власного мозку. Він припускає, що рухи, які ми робимо для відчуття світу — як-от огляд кімнати чи обмацування об'єкта — не просто пасивний збір даних, а глибоко інтегровані з нашою здатністю діяти. Це означає, що наші перцептивні системи не відокремлені від моторних; вони працюють разом як єдиний контур керування. Практично це може пояснити, чому певні моторні поведінки, як-от метушня або крокування, можуть сприяти мисленню чи вирішенню проблем. Для людей, зацікавлених у покращенні когнітивних здібностей, це підкреслює важливість активної взаємодії з навколишнім середовищем, а не пасивного спостереження.
Що ви можете зробити
Щоб скористатися цим розумінням, спробуйте включити активне дослідження у своє навчання чи вирішення проблем. Замість того, щоб просто читати чи слухати, фізично маніпулюйте об'єктами, малюйте діаграми або рухайтеся, розмірковуючи. Ці активні сенсорні рухи можуть допомогти вашому мозку досягти кращого контролю на рівні завдань, покращуючи концентрацію та розуміння. Також розгляньте чергування між зосередженим режимом «використання» та розслабленим режимом «дослідження» — робіть короткі перерви, щоб блукати подумки чи фізично, що може підвищити креативність і вирішення проблем.
Джерело: arXiv q-bio.NC
Цікавитесь власним мозком? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.