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Kognitive Architektur (ACT-R)

1990
  • John R. Anderson
Forschungsaufbau zur kognitiven Architektur mit ACT-R-Kognitionsmodellen und -Simulationen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

ACT-R (Adaptive Control of Thought—Rational) ist eine kognitive Architektur, die die grundlegenden, unveränderlichen Strukturen des menschlichen Geistes definiert. Sie modelliert Kognition als eine Reihe unabhängiger Module, wie z. B. Wahrnehmungs-, Motorund deklarativem Gedächtnis, die über ein zentrales Produktionssystem interagieren. Informationen werden in Puffern gespeichert, und Produktionsregeln werden ausgelöst, um diese Informationen zu verarbeiten und so menschliche Problemlösungs- und Lernprozesse zu simulieren.

Die ACT-R-Architektur ist ein Hybridsystem, das symbolische und subsymbolische Verarbeitung integriert. Kernstück ist ein Produktionssystem, in dem Wissen als WENN-DANN-Regeln (prozedurales Gedächtnis) kodiert ist. Diese Regeln konkurrieren um die Ausführung, abhängig vom aktuellen Inhalt verschiedener Puffer, die kleine Informationseinheiten aus unterschiedlichen Modulen (z. B. visuelles, Ziel- und deklaratives Gedächtnis) enthalten. Das deklarative Gedächtnismodul speichert Faktenwissen in Form von Informationseinheiten.

Die Auswahl der auszuführenden Regel erfolgt nicht rein symbolisch, sondern wird durch subsymbolische Berechnungen gesteuert. Jede Produktionsregel besitzt einen Nutzenwert, der sich aus der Wahrscheinlichkeit des Erreichens des aktuellen Ziels sowie den damit verbundenen Kosten und Erträgen ergibt. Analog dazu weisen Informationsblöcke im deklarativen Gedächtnis einen Aktivierungsgrad auf, der durch ihre Nutzungshistorie (Basisaktivierung) und ihre Relevanz für den aktuellen Kontext (sich ausbreitende Aktivierung) bestimmt wird. Diese subsymbolische Ebene ermöglicht es dem Modell, aus Erfahrung zu lernen und sein Verhalten rational und optimiert anzupassen, wodurch menschliche Leistungsdaten mit hoher Genauigkeit abgebildet werden. Dank dieser Integration kann ACT-R quantitative Vorhersagen über menschliches Verhalten treffen, darunter Reaktionszeiten und Fehlerraten.

UNESCO Nomenclature: 6105
– Experimentelle Psychologie

Typ

Abstraktes System

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Theorien der menschlichen Informationsverarbeitung
  • Produktionssysteme, die von Allen Newell und Herbert A. Simon entwickelt wurden
  • frühe Arbeiten zu Gedächtnismodellen (z. B. das Atkinson-Shiffrin-Modell)
  • allgemeines Problemlösungsprogramm (GPS)

Anwendungen

  • intelligente Tutorsysteme
  • Analyse der Mensch-Computer-Interaktion
  • Vorhersage von Fahrerablenkung
  • Interpretation von neurobildgebenden Daten
  • Modellierung von Lernprozessen in der Bildung

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

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Verwandt mit: ACT-R, kognitive Architektur, Produktionssystem, deklaratives Gedächtnis, prozedurales Gedächtnis, kognitive Modellierung, John R. Anderson, symbolisches Modell, subsymbolisch, Mensch-Computer-Interaktion.

Historischer Kontext

Kognitive Architektur (ACT-R)

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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