PLoS One:别移动身体,这会影响你的记忆

2015-04-14 胡珉琦 中国科学报

The timeline of an individual in Experiment 1 (no-switch condition), showing the neural activity in the Vision, Posture, and Word Fields as well as the visual input to iCub at each step. 研究团队通过比较机器

The timeline of an individual in Experiment 1 (no-switch condition), showing the neural activity in the Vision, Posture, and Word Fields as well as the visual input to iCub at each step.

研究团队通过比较机器人和婴儿的习得状况,发现空间位置在物体命名、学习时非常重要,婴儿可以通过身体姿势连接想法,进行学习。这也意味着,身体姿势在获得新知识的早期阶段至关重要。如果你移动身体,就可能会忘记一些事物。

对于婴儿来说,学习世界的第一步是理解不同词语,第二步是再次遇到这些词时懂得辨认。美国印地安那大学布鲁明顿分校艺术和科学学院心理学和脑科学系教授琳达·史密斯(Linda Smith)带领的研究团队通过比较机器人和婴儿的习得状况,发现空间位置在物体命名、学习时非常重要,婴儿可以通过身体姿势连接想法,进行学习。这也意味着,身体姿势在获得新知识的早期阶段至关重要。如果你移动身体,就可能会忘记一些事物。这项研究被发表在期刊《公共科学图书馆·综合》上。

模仿婴儿学习的机器人

不得不提到的是,这项研究的实验对象不仅仅是人。

研究人员使用了可以像儿童一样学习的机器人,这主要是通过与环境发生相互作用来实现的。它也被称为学习型机器人。

众所周知,许多机器人都能接受语音指令,不过得首先添加相应代码使得机器人理解听到的指令,并进行相应的动作。而学习型机器人可以真正理解人们说的,并做出相应的动作。

研究人员首先要做的,就是教会机器人通过观察人类运动,识别物体以及环境状况并理解人类行为。机器人能够学习如何处理与使用周边物体。通过对环境的检查,机器人可以识别物体,研究人员需要帮助机器人训练以领会自然的语言。同时遵从指示,自动达成指示要求的过程。然后,利用环境中识别过的物件达成目的。

作为心理学研究的样本,机器人能够更好地代替婴儿完成研究的内容。机器婴儿能够高度模拟婴儿在真实情境下的学习情况,而且在研究的可控性上,机器婴儿比起人类小孩要简单得多。

“为婴儿学习创造一个机器人模型,具有研究年轻人大脑如何工作的深远的启示意义。”史密斯说道。

婴儿学习借助身体姿势

在研究过程中,科学家首先观察了学习型机器人,它被编程得可以根据与身体姿势的相关性将物体的名字映射到一个物体上,然后再以年龄为12~18个月大婴儿重复这一实验。

先是给一个机器人展示位于身体左边的一个物体,然后展示位于身体右边的另一个物体,这个过程重复了几次以产生物体和机器人两种身体姿势之间的相关性。接着并没有展示任何物体,但机器人的视野被转移到之前左边物体的位置,同时接受指令诱发了与之前看这个物体时的相同姿势。

随后,物体被撤下,但让机器人的姿势和此前认知左侧物体的姿势保持一致,并且把两个物体呈现在不同位置并重复其名字。20次试验的结果显示,机器人能够辨认出对应的物体。但在后续测试里,如果将对应的姿势取消,机器人则无法识别目标物体。

当这一实验在婴儿身上重新进行时,结果只有略微的差别。

研究表明,大脑在把名字和实物联结在一起的时候,身体姿势和空间位置对于记忆的效果同样重要。同时,如果能大声读出物体的名字,辨认物体的成功率也会大大提高。

原始出处

Morse AF1, Benitez VL2, Belpaeme T1, Cangelosi A1, Smith LB3.Posture affects how robots and infants map words to objects.PLoS One. 2015 Mar 18

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