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Kognitions-Bayes-Modelle

2000
  • Thomas Bayes
  • Joshua Tenenbaum
  • Thomas Griffiths
Forschungslabor für Kognitionspsychologie mit Bayes'scher Modellanalyse.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Bayesianische Modelle der Kognition betrachten den Geist als eine Art Wahrscheinlichkeitsberechnungsmaschine. Dieser Ansatz geht davon aus, dass das Gehirn Wissen als Wahrscheinlichkeitsverteilungen repräsentiert und diese Annahmen nach dem Bayes-Theorem anhand neuer Erkenntnisse aktualisiert. Wahrnehmung, Lernen und Denken werden als optimale oder nahezu optimale statistische Schlussfolgerungen unter Unsicherheit modelliert, wodurch ein einheitlicher mathematischer Ansatz entsteht. Rahmen für viele kognitive Funktionen.

Kern dieses Ansatzes ist die Bayes-Regel: [latex]P(H|D) = frac{P(D|H)P(H)}{P(D)}[/latex], wobei [latex]H[/latex] eine Hypothese und [latex]D[/latex] die beobachteten Daten sind. Die A-posteriori-Wahrscheinlichkeit [latex]P(H|D)[/latex] (die Überzeugung von der Hypothese nach der Dateneinsicht) ist proportional zum Produkt aus der Likelihood [latex]P(D|H)[/latex] (wie gut die Hypothese die Daten erklärt) und der A-priori-Wahrscheinlichkeit [latex]P(H)[/latex] (die anfängliche Überzeugung von der Hypothese). Dieses Rahmenwerk liefert einen normativen Standard dafür, wie ein rationaler Akteur seine Überzeugungen aktualisieren sollte.

In der Kognitionswissenschaft wird dies unter der Annahme angewendet, dass das Gehirn diese Berechnungen implizit durchführt. Bei der Wahrnehmung beispielsweise kombiniert das Gehirn verrauschte Sinneseindrücke (die Daten) mit Vorwissen über die Welt, um eine stabile Wahrnehmung (die Posteriori) zu bilden. Dies kann viele optische Täuschungen erklären, bei denen vorherige Erwartungen die Sinneseindrücke überlagern. Beim Sprachenlernen könnte ein Kind die Bayessche Inferenz nutzen, um die Bedeutung eines neuen Wortes herauszufinden, indem es überlegt, welche potenzielle Bedeutung den Kontext, in dem das Wort verwendet wurde, am besten erklärt. Dieser Ansatz ist wirkungsvoll, weil er einen einheitlichen mathematischen Rahmen für verschiedene kognitive Phänomene bietet und Kognition direkt mit Statistik und maschinellem Lernen verbindet.

UNESCO Nomenclature: 6105
– Experimentelle Psychologie

Typ

Abstraktes System

Störung

Wesentliche

Verwendung

Aufstrebende Technologie

Vorläufer

  • Bayes’ theorem by Thomas Bayes and Pierre-Simon Laplace
  • Wahrscheinlichkeitstheorie
  • Informationstheorie von Claude Shannon
  • Signalerkennungstheorie in der Psychologie

Anwendungen

  • Modellierung visueller Wahrnehmung und Illusionen
  • Theorien des Spracherwerbs und des Wortlernens
  • Modelle des kausalen Denkens und der Entscheidungsfindung
  • Computerneurowissenschaft
  • Algorithmen für maschinelles Lernen wie Bayes-Netzwerke und Kalman-Filter

Patente:

NA

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Verwandt mit: Bayes'scher Kognition, probabilistischen Modellen, Bayes' Theorem, Computermodellierung, Kognitionswissenschaft, statistischer Inferenz, Unsicherheit, A-priori-Wahrscheinlichkeit, A-posteriori-Wahrscheinlichkeit, Joshua Tenenbaum.

Historischer Kontext

Kognitions-Bayes-Modelle

1941
1986
1990
2000
1950
1990
1990

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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