Je veux mon Jetpack!

Mon laboratoire a un nouveau site web. L'URL est

http://www.cog.brown.edu/research/causalitylab/index.html

La plupart du design a été fait par mes étudiants de premier cycle et de premier cycle, mais dans le cadre de la refonte, je voulais que tous mes étudiants diplômés rédigent un court paragraphe sur leur recherche. Un de mes étudiants a écrit ce qui suit:

«Je joue à des jeux d'enfants d'âge préscolaire, puis j'essaie de créer des programmes informatiques aussi intelligents que les enfants d'âge préscolaire. Les enfants gagnent habituellement. "

Je pensais que cela était intéressant. Cela m'a rappelé une conversation que j'ai eue lorsque j'étais étudiant diplômé 12 ans plus tôt. J'étais en cinquième année d'études supérieures, presque terminée, et je parlais avec une nouvelle étudiante de ce qu'elle voulait faire pour son projet de première année. Sa réponse a été qu'elle voulait construire des programmes informatiques sur le comportement des enfants (elle a fini par faire quelque chose de très différent).

Cela m'a aussi rappelé ma propre thèse de premier cycle, écrite en 1991, dans laquelle j'ai décrit un programme informatique (assez imparfait) conçu pour prédire le comportement humain dans une tâche d'apprentissage. Il était basé sur un modèle de cognition animale qui a été construit dix ans auparavant, qui à son tour, étaient basés sur un ensemble de modèles conçus au début des années 70.

L'objectif de construire des programmes informatiques qui modélisent le comportement humain s'étend encore plus tôt que cela. Dans le département de psychologie de mon université, l'un de nos éminents professeurs travaille sur un modèle de synchronisation (chez les animaux non humains) depuis les années 50. Je l'ai entendu décrire sa recherche une fois (l'année dernière): Il travaille toujours sur le modèle.

Donc, nous voici: 50 ans et plus de modélisation. L'une des promesses de la «révolution cognitive» était le «modèle informatique de l'esprit» – l'idée que le cerveau pourrait agir comme un ordinateur, et penser à cette métaphore pourrait nous donner un aperçu de la façon dont le cerveau produit le comportement et la pensée. À l'école d'études supérieures, j'ai appris cela comme «l'esprit est de cerveau que le logiciel est le matériel», un mantra que les étudiants de premier cycle dans le cours d'introduction à la science cognitive que j'ai été obligé de réciter.

Dans le développement cognitif, différents types de modèles ont exploré le comportement des enfants – IA symbolique, connexionnisme, systèmes dynamiques, modèles causaux, inférence bayésienne (qui fait fureur) – et chacun a des avantages et des contributions. Mais, je me demande si la promesse de construire ces modèles pour les processus de développement est semblable à la promesse de jetpacks quand j'étais gamin: une bonne idée, mais plus de réalisation de souhait que la science réelle. Un "ne serait-ce pas cool si nous avions ces" idées, par opposition à une entreprise réaliste?

Oui, c'est un homme de paille (et oui, je vais l'abattre dans quelques paragraphes). Mais, j'ai récemment pensé qu'il est important de réfléchir à la raison pour laquelle cet argument est un homme de paille.

Mon modèle de calcul préféré provient de la littérature sur la cognition animale. C'est le modèle de Rescorla-Wagner, publié pour la première fois en 1972. Fondamentalement, il a été conçu pour expliquer un phénomène de conditionnement appelé blocage, ce qu'il a fait très bien. Le modèle lui-même est défectueux, et il y a eu de nombreuses variations (et je dis bien de nombreuses) et des recréations des idées qu'ils présentent dans cet article original.

Voici ce que j'aime dans le modèle. Premièrement, il fait des prédictions vraiment contre-intuitives, qui s'avèrent être vraies. Rescorla et ses étudiants ont continué à démontrer plusieurs phénomènes qui émergent juste de s'asseoir autour de calculer les entrées possibles dans le modèle. Mais plus important encore, il suggérait également un ensemble de paradigmes issus de la tentative de rupture du modèle. Presque immédiatement après sa publication, Wagner et ses étudiants ont écrit quelques articles qui démontraient que le modèle ne tenait pas compte de tout le conditionnement des animaux, et beaucoup de ces phénomènes sont venus de la réflexion sur les prédictions faites par le modèle.

Ce n'est pas le modèle que j'aime (bien qu'il soit assez élégant) – c'est que près de 40 ans après sa publication, les chercheurs (y compris moi-même) réfléchissent encore à ce qu'il fait et ne prévoit pas, et utilisent ces prédictions pour concevoir de nouvelles expériences. expliquer l'humain (adulte et enfant), ainsi que le comportement animal.

Cela fait certainement partie de la promesse des révolutions cognitives – les modèles devraient agir comme des systèmes formels – permettant aux psychologues du développement (et aux psychologues en général) d'avoir une autre façon de penser la relation entre la théorie et les données. Un bon modèle n'explique pas seulement le comportement, mais fait des prédictions sur les autres comportements que nous devrions observer.

Je soupçonne que la phrase précédente que j'ai écrite est largement acceptée par la science cognitive, et certainement parmi les modélisateurs computationnels. Mais, ce qui me frappe sur le terrain en ce moment, c'est que si peu de gens prennent la peine de l'écrire (ou même de le dire à haute voix). Pire encore, je suis souvent frappé par le fait que peu de journaux pratiquent réellement cela. Un défi auquel sont confrontés les chercheurs en sciences cognitives en général et les chercheurs qui s'intéressent à la modélisation du comportement des enfants est de s'en tenir à ce principe. Sinon, ne faisons-nous pas semblant de construire des jetpacks?