KOGNITIVNÍ ASPEKTY IR

KOGNITIVNÍ ASPEKTY IR

Mgr. Věra Pilecká

Tel.: +420 251 080 380, +420 605 733 813

E-mail: [email protected]

1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 2

Témata

• Informační věda a kognitivní věda– definice IV a KV systém kognitivních věd,

vědní obory se vztahem k IV a KV

• Kognitivní aspekty vyhledávacího procesu– kognitivní přístupy v IV, kognitivní aspekty

• Modely uživatele– mentální modely U, informační modely U


Informační věda - definice

VAŠE NÁVRHY?

TDKIV:

- v nejširším pojetí je IV obecná věda o informaci (fyzikální, biologické, kulturní)

- v užším významu věda interdisciplinárního charakteru zabývající se zákonitostmi procesů vzniku, zpracování, měření, kódování, ukládání, transformace, distribuce a recepce informací ve společnosti

- cílem IV je zabezpečit a racionalizovat sociální informační a komunikační procesy


Kognitivní věda• kognitivní = poznávací, sdělný

• definice

transdisciplinární věda, která usiluje o pochopení procesu myšlení, učení a rozhodování. KV se opírá o výsledky výzkumů z oblasti neurofyziologie, biologie, psychologie, umělé inteligence, teorie informace, lingvistiky, antropologie a dalších vědních oblastí. Myšlení se snaží pochopit s využitím výpočetních procedur v pojmech tzv. reprezentujících struktur mysli, které na tyto struktury aplikují matematicko-statistické a jiné metody [TDKIV]

• kořeny KV – 50. léta, podoba vědní disciplíny od 70. let


Kognitivní věda nebo kognitivní vědy?• kognitivní věda – tradiční termín v českém prostředí;

zdůraznění sjednocujícího, transdisciplinárního trendu [Havel, 2000]

• kognitivní vědy – tradiční v anglosaském prostředí (cognitive sciences), např. MIT Encyclopedia of Cognitive Sciences (MITECS), také na Slovensku– kognitivní vědy = vědy zabývající se lidským

myšlením, vnímáním, vědomím - ovšem každá z jiného úhlu, z vlastní perspektivy, vlastními metodami a relativně nezávisle na ostatních vědách

– kognitivní věda = transoborová disciplína, která se snaží tyto jednotlivé vědy integrovat a nahlížet na celou problematiku komplexně [Hoffman, 2004]


Obory a podobory KV

[Havel, 2000]


Vývoj KV - kořeny• pokusy o pochopení lidské mysli a toho jak funguje

– již doba helénistická (Platón, Aristotelés ad.)

• racionalismus– navazuje na Platóna– k poznání lze dospět přemýšlením a usuzováním– v novověku nejvýznamnějšími představiteli Descartes a Leibnitz

• empirismus– navazuje na Aristotela, který poznání odvozoval od pravidel

získaných zkušeností– novověk - zejména Locke a Hume

• Kant– 18. stol., snažil se o sjednocení racionalismu a empirismu– domníval se, že lidské poznání je výsledkem smyslové zkušenosti

i vrozených schopností mysli


Novodobý vývoj KV

• zkoumání mysli příslušelo pouze filozofům až do 19. stol. => experimentální psychologie– začala systematičtěji zkoumat mentální procesy– po několika desetiletích ji začal ovládat behaviorismus, který ve

své podstatě existenci myšlení popíral; až do 50. let 20. století

• 1956 – G. Miller – shrnutí studií– mentální reprezentace; k zakódování a dekódování informace jsou

zapotřebí mentální procesy– založení výzkumu umělé inteligence - George Miller, John

McCarthy, Marvin Minski, Allen Newell, Herbert Simon, Noam Chomsky = zakladatelé KV

• vytvoření různých teorií mentální reprezentace [Thagard, 2001]


Metody KV

• hlavní hypotéza KV: „myšlení lze nejlépe pochopit v pojmosloví reprezentujících struktur mysli, a v pojmosloví výpočetních procedur, které na těchto strukturách operují“ [Thagard, 2001]

• přístupy založené na této hypotéze = CRUM – Computational-Representational Understanding of Mind (komputačně-reprezentativní uchopení mysli)– trojnásobná analogie – myšlení, mozek, počítač– modelování myšlení - 6 hl. přístupů – logika, pravidla,

pojmy, představy, analogie, konekcionistické sítě


Praktické použití kognitivní vědy

vzdělávání návrhářství systémy

Logika kritické uvažování kódy logické programování

Pravidla aritmetika

dovednosti

interakce člověk-počítač

většina expertních systémů

Pojmy schémata problémů tvorba specifikací expertní systémy založené na rámcích

Analogie řešení problémů kazuistika expertní systémy založené na případech

Představy obrazotvornost diagramy některé expertní systémy

Sítě čtení respektování omezení expertní systémy schopné učení

[Thagard, 2001, s. 151]


Vztah informační a kognitivní vědy

: kognitivní vědy

počítačová věda AI Informační

věda

komunikace

epistemologie matematika

Informační teorie

sociologie

psychologie

lingvistika

psycho- linvistika

Socio- linvistika

[Ingwersen, 1992]


Aplikace KV v LISKOGNITIVNÍ ASPEKT (proces) APLIKACE V LIS

percepce komunikace člověk – počítač (HCI)

myšlení hledání informací

posuzování relevance

výchova v oblasti informační gramotnosti

výzkumné metody „myšlení nahlas“

učení, paměť vyhledávání informací

uživatelské studie

bibliografické instrukce a referenční práce

reprezentace znalostí taxonomie

tezaury

klasifikační schémata

ontologie (tyto nástroje jsou používány v inteligentních agentech, expertních systémech, systémech zpracování přirozeného jazyka, sémantických sítích, systémech vyhledávání informací, informační architektuře)

jazyk zpracování přirozeného jazyka

skryté sémantické indexování

vývoj řízených slovníků

[Hughes, Spurgin]


Vědní obory se vztahem k IV a KV• umělá inteligence

– expertní systémy– neuronové sítě

• human computer interaction– vztah HCI a IV

• kognitivní psychologie• neurodisciplíny• filozofie• lingvistika• kognitivní antropologie• bioinformatika


Přístupy k problematice IR

• Ingwersen: tři hlavní výzkumné přístupy– tradiční přístup– přístup zaměřený na uživatele– kognitivní přístup [Ingwersen, 1992, s. 58] viz tabulka

• Steinerová: dvě základní teoretická paradigmata vyhledávání informací– tradiční, algoritmické, fyzikální paradigma– kognitivní, uživatelsky orientované paradigma– vymezuje dva vývojové typy IR: tradiční (konvenční)

vyhledávání informací a inteligentní vyhledávání informací [Steinerová, 1998]


Všeobecný model vývojových typů IR

[Steinerová, 1998, s. 28]

ALGORITMICKÉ PŘÍSTUPY

KONVENČNÍ IR

KOGNITIVNÍ PŘÍSTUPY

INTELIGENTNÍ IR

struktury poznání dobrá formalizovatelnost

LINEÁRNOST

MONOREPREZENTACE

povrchové formy

přiblížení k neurčitosti poznání

NELINEÁRNOST

POLYREPREZENTACE

hloubkové struktury

porovnávací funkce přesná, formální shoda i částečná příslušnost

technologie tradiční (lineární)

linearita přístupu

umělá inteligence, interakce

delinearizace přístupu

flexibilita deterministické systémy flexibilní situace (dynamika situací)

interakce jednoduchost (zpětná vazba) evoluce, přizpůsobení okolí

vyhledávací strategie předem stanovená dynamická (možnost změn)

modelování uživatele

modelování dotazu

zprostředkovatelské funkce včleněné v systému

jazyk komunikace umělý jazyk

(předem určené prvky)

přirozený jazyk

(neurčitost prvků dotazu)

kontext informace, význam pojmů

kritérium úspěchu shoda smysluplná odpověď

relevance matematická shoda vícerozměrný kognitivní a lingvistický vztah


Kognitivní přístupy v IV

• kognitivní paradigmata v LIS = přístupy inspirované kognitivní psychologií a kognitivní vědou

• pol. 80. let 20. stol. – „cognitive turn“• názor, že psychologické studium lidského

zpracování informací může tvořit základ informačních studií

• pracuje při modelování uživatele s individuálním uživatelem nebo s abstraktními modely platnými pro všechny uživatele


Představitelé a kritici kognitivního hlediska

• představitelé: De Mey, Ingwersen, Järvelin, Jörgensen

• kritici: Frohmann, Hjørland, Palermitiová a Politiová, Taljaová

• kritika:– kognitivní hledisko je v zásadě teorie jak jedinci

zpracovávají informace, neposkytuje žádné konkrétní a jasné řešení otázky jak chápat (konceptualizovat) a studovat socio-kulturní kontext informačních procesů [Talja, 1997, cit. dle Hjørland, 2005]

– Hjørland tvrdí, že sociologicky orientované přístupy (včetně bibliometrie) jsou ve srovnání s kognitivním pohledem mnohem plodnější


Modely kognitivního vyhledávání informací

• přínos kognitivního přístupu – U se již nezkoumají jako skupina, ale jako jednotlivci a to v širších souvislostech (kontextu)

• kognitivní stav U• kognitivní modely (IR aktivit nebo informačních

systémů) - modely znázorňující vliv a vztahy znalostních (kognitivních) struktur, zúčastněných v přenosu informací a IR interakci nebo které jsou začleněny do vyhledávacích systémů nebo prostředků/zprostředkovatelů


Ingwersenovy modely• teoretický model MEDIATOR (1992) - koncipován

jako automatizovaný prostředník, který modeluje na jedné straně profil U a na druhé straně profil vyhl. systémů; velký důraz kladen na zprostředkující mechanismus

• Souhrnný model interakcí při vyhledávání informací (1996) - zprostředkující mechanizmus, informační prostor a kognitivní prostor; polyreprezentace

• Holistický koncepční rámec (2004) – spojuje perspektivy a modely hledání a vyhledávání informací; epistemologicky založen na kognitivním hledisku, opírá se o prvky kognitivní teorie pro interaktivní vyhledávání informací (IIR) navržené Ingwersenem


Souhrnný model interakcí při vyhledávání

[Škrna, 2002]


Obecný model kognitivního IS&R

[Ingwersen, Järvelin, 2004]


Kognitivní aspekty (1)

• aplikace kognitivních aspektů v LIS (tab.)• měření kognice pomocí kvantitativních i

kvalitativních přístupů– kvantitativní - měření kognitivních schopností,

kognitivního stylu a kognitivního prostoru

– kvalitativní měření kognice

• zkoumání kognitivních aspektů– teorie Ingwersen, výzkumy např. Kim a Allen,

uprostřed mezi teorií a výzkumem práce R. Todda


Kognitivní aspekty (2)

• systémy zkoumající smyslové podněty– informační vizualizace (percepce informací zrakem)

– systémy rozpoznávání řeči

• hypertext– nelineární strukturování informací více odpovídá

přirozenosti lidského myšlení

• jazyk jako kognitivní proces– přirozený a umělý jazyk

– problematika přirozeného jazyka v souvislosti s IR

– zpracování přirozeného jazyka


Přirozený jazyk a IR• automatizované informační systémy - zpracování textů

pomocí automatické indexace - výběru slov k indexování přímo z textu (X indexátor)

• všechna slova nejsou stejně schopná popsat věcný obsah textu - negativní slovník (slovník stop-slov)

• další důležité faktory (=> přiřazení váhy)– počet výskytů slova v daném textu– frekvence výskytu slova v textu vztažená k délce tohoto textu– poměr frekvence výskytu slova v daném textu a v ostatních

textech, resp. v jazyce obecně– konkrétní poloha výskytu slova v textu

• jazykové problémy snižující přesnost– polysémie, resp. homonymie, synonymie, víceznačnost– pomoc při jejich řešení - vhodně využitá metadata


Zpracování přirozeného jazyka

• natural language processing, zkr. NLP• součást informační vědy, která pracuje s informacemi

v přirozeném jazyce• původně natural language understading (NLU)

S zcela dosahující parametrů NLU by měl být schopen:• parafrázovat vstupní text• přeložit text do jiného jazyka• zodpovědět otázky ohledně obsahu textu• vyvodit závěry z textu

• nejčastější aplikace NLP• vyhledávání informací, výběr (extrakce) informací, zodpovídání

otázek, sumarizace, strojový překlad, dialogové systémy


Modely uživatele• pozornost výzkumníků v dialogových systémech

založených na umělé inteligenci• myšlenka mentálních modelů U spojena s

kognitivním hlediskem v IV• kognitivní model jednotlivce

• mentální model skutečnosti = základ (kognitivního) učení, vychází z kódování skutečnosti v paměti; struktury poznatků, které si lidé vytvářejí za účelem pochopení a vysvětlení svých zkušeností– jejich poznání hraje důležitou úlohu při koncipování textových a

obrazových bází dat a jejich vztahu k metodám vyhledávání


Informační modely uživatele

• informační modelování - praktická aplikace systémové analýzy a datové analýzy, cílem je navrhnout určitý systém na zpracování údajů; jde o vyjádření konceptuálních struktur, které mají být zobrazeny v novém informačním systému

• příklady využití inf. modelování– expertní systém I3R (Inteligent Interface for

Information Retrieval)– model MONSTRAT (MOdular functions based on

Natural information processes for STRATegic problem treatment)

– modely J. Steinerové


Informační model člověka v individuálním průřezovém pohledu

fyzická úroveň

psychická úroveň

sociální úroveň

objektivní informace

činnostní informace

subjektivní informace

strukturní informace

konání

bytí

poznání hodnocení



Informační model člověka v sociálním náhledu

fyzická úroveň

psychická úroveň

sociální úroveň

objektivní informace

činnostní informace

subjektivní informace

strukturní informace

interakce

organizace

komunikace motivace



Použité zdroje (1)• HAVEL, Ivan M. Věda o duši. Vesmír. 2000, roč. 79, č. 7, s. 363. ISSN 0042-4544.

• HJØRLAND, Birger. Core Concepts in Library and Information Science (LIS) [online]. c2005 [cit. 2006-03-20]. Dostupné z www: <http://www.db.dk/bh/Core%20Concepts%20in%20LIS/home.htm>.

• HOFFMANN, Matěj. Kognitivní věda z pohledu struktury vědeckých revolucí T. S. Kuhna [online]. 2004 [cit. 2006-02-15]. Dostupné z WWW: <http://www.cts.cuni.cz/new/index.php?Loc=ste&m=16&file=club_works.html&Lng=1>.

• HUGHES, Antony; SPURGIN, Kristina. The Cognitive Perspective in Information Science Research [online prezentace ve formátu .ppt]. [cit.2006-02-18]. Dostupné z WWW: <http://www.infomuse.net/pres/301CogSci.ppt>.

• INGWERSEN, Peter. Information Retrieval Interaction. London : Taylor Graham, 1992. x, 246 s. ISBN 0-947568-54-9. Dostupné také z WWW: <http://www.db.dkIpi/iri>.

• KÖNIGOVÁ, Marie. Vybrané kapitoly z informační vědy. In Informační studia a knihovnictví v elektronických textech I. : Interaktivní modulární výukový systém na podporu informačního a knihovnického vzdělávání [CD-ROM]. 1. vyd. Praha : Ústav informačních studií a knihovnictví FF UK, 2001 [cit. 2005-11-06].


Použité zdroje (2)• LIDDY, Elizabeth D. Natural Language Processing. In Encyclopedia of

Library and Information Science. Editors: Miriam Drake. London : Marcel Dekker, 2003. Přístup k elektronické verzi publikaci pro Karlovu univerzitu z WWW: <http://www.dekker.com/sdek/issues~db=enc~content=t713172967>.

• PAPÍK, Richard. Vyhledávání informací II. Uživatelské rozhraní a vlivy oboru „human-computer interaction“. Národní knihovna. 2001, roč. 12, č. 2, s. 81-90. ISSN 1214-0678.

• REITZ, Joan M. ODLIS : Online Dictionary of Library and Information Science. Westport (CT) : Libraries Unlimited, 2004-04-30 [cit. 2005-11-06]. 800 s. Dostupný také online z WWW: <http://lu.com/odlis/>. ISBN 1591580757.

• SKLENÁK, Vilém a kol. Data, informace, znalosti a Internet. Vyd. 1. V Praze : C.H. Beck, 2001. xvii, 507 s. (C.H. Beck pro praxi). ISBN 80-7179-409-0.

• SOUČKOVÁ, Martina. Aspekty vztahu člověk-počítač s důrazem na uživatelské rozhraní. Praha, 2003. iv, 89 s. Diplomová práce. Univerzita Karlova v Praze, Filozofická fakulta, Ústav informačních studií 2003. Vedoucí diplomové práce Richard Papík.


Použité zdroje (3)• STEINEROVÁ, Jela. Teória informačného prieskumu. 1. vyd. Bratislava : Slovenská

technická knižnica – Centrum VTI SR, 1996. 262 s. ISBN 80-85165-58-9. • STEINEROVÁ, Jela. Tvorba informačných produktov : Nové prístupy informačnej vedy.

1. vyd. Bratislava : Centrum vedecko-technických informácií SR, 1998. 130 s. ISBN 80-85165-73-2.

• STEINEROVÁ, Jela. Základy filozofie člověka v knižničnej a informačnej vede. In Knižničná a informačná veda na prahu informačnej společnosti : filozofický, systémový a historický pohľad. Zprac. Šrefan Kilmlička, Jela Steinerová, Gabriela Žibritová, Dušan Katuščák. 1. vyd. Bratislava : Stimul, 2000. s. 9-55.

• ŠKRNA, Jindřich. Interaktivní vyhledávání informací. Národní knihovna, 2002, roč. 13, č. 1, s. 7–19. ISSN 1214-0678.

• TDKIV - Česká terminologická databáze z oblasti knihovnictví a informační vědy (báze KTD) [online]. 2002. Praha : Národní knihovna České republiky, Odbor knihovnictví, c2002- [cit. 2005-11-06]. Dostupné z WWW: <http://www.nkp.cz/o_knihovnach/Slovnik/index.htm>.

• THAGARD, Paul. Úvod do kognitivní vědy : mysl a myšlení. Vyd. 1. Praha : Portál, 2001. 231 s. ISBN 80-7178-445-1.

• VAŇKOVÁ, Irena. Lingvitstika mysli a těla : Zkoumajíce svou řeč, neomylně sami vyzkoumáni budeme. Vesmír. 2002, roč. 81, s. 627 - 629. ISSN 0042-4544.

• VICKERY, Brian C.; VICKERY, Alina. Information Science in Theory and Practice. 3rd rev. and enlarged ed. München : K. G. Saur, 2004. 400 s. ISBN 3-598-11658-6.

Date post:	02-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	hakeem-campbell
View:	40 times
Download:	0 times

KOGNITIVNÍ ASPEKTY IR

Documents