Ztělesněná kognitivní věda ( anglicky Embodied Cognitive Science ), také materiální kognitivní věda , ztělesněná kognitivní věda ) je mezioborové pole výzkumu, jehož účelem je vysvětlit mechanismy, které jsou základem inteligentního chování. Zahrnuje tři hlavní techniky: modelování psychologických a biologických systémů integrovaným způsobem, které bere v úvahu mysl a tělo jako celek; vytvoření základního souboru obecných zásad rozumného chování; experimentální využití robotů za řízených podmínek.
Ztělesněná kognitivní věda je založena na praktické filozofii , stejně jako na souvisejících výzkumných oblastech kognitivní vědy , psychologie, neurovědy a umělé inteligence . Pokud jde o neurovědu , materiální kognitivní vědu sledovali Gerald Edelman z Institutu neurověd v La Jolla, Francisco Varela z Národního centra pro vědecký výzkum Francie a J. A. Scott Kelso z Florida Atlantic University. Toto odvětví vědy bylo také zajímavé pro filozofy Andyho Clarka, Seana Galahera a Evana Thompsona, stejně jako psychology jako Michael Turvay, Lawrence Barsalow a Eleanor Roche. Eric Lennerberg a Philip Rubin z Haskins Laboratories studovali jazyk z hlediska materiálové kognitivní vědy a Rolf Pfeiffer, Christian Scheyer a Josh S. Bongard z hlediska studia umělé inteligence .
Materiální kognitivní věda je alternativní teorií poznání, ve které jsou odkazy na výpočetní teorii mysli omezeny na minimum, přičemž hlavní důraz je kladen na to, jak organismus určuje, jak a co si má myslet. Klasická kognitivní teorie je založena především na manipulaci se signály, které jsou přijímány a zpracovávány ve speciální jednotce pro zpracování informací. Tyto signály se řídí určitými pravidly syntaxe, takže procesor může zjistit význam, zpracovat zprávu a vytvořit signál odpovědi. Například lidské smysly jsou jeho receptory pro příjem signálů přijímaných z vnějšího prostředí. Vstupují do nervového systému, který je jednotkou pro zpracování informací. Nervový systém je schopen číst senzorické informace a vytvářet signál odezvy, který může být vyjádřen tělesnými pohyby, reakcemi chování, kognitivní činností a tak dále. Proces poznávání se provádí v hlubinách mozku, což znamená, že duševní poznávání je odříznuto od vnějšího světa a je možné pouze při přijímání smyslových informací.
Ztělesněná kognitivní věda se od klasického přístupu liší tím, že popírá vstupně-výstupní signální systém. Z velké části je tato pozice založena na dílech Davida Marry . Jeho postoj je, že význam nelze odvodit ze signálů bez nějaké vnitřní interpretace. Pokud nějaký „malý muž“ žijící v hlavě interpretuje příchozí signály, jak je potom interpretace signálů v mozku tohoto malého človíčka? Tato skutečnost činí klasický model mnohem méně věrohodným. Materiální poznání se tedy snaží tomuto problému vyhnout tím, že definuje poznání třemi způsoby. [jeden]
První způsob uvažuje o úloze fyzického těla, zejména o tom, jak jeho vlastnosti ovlivňují schopnost myslet. Na základě této metody je možné překonat komponentu manipulace s postavami, která je rysem klasického modelu. Například vnímání hloubky lze lépe vysvětlit v rámci materiálního přístupu kvůli složitosti akce. Vnímání hloubky vyžaduje, aby mozek detekoval dva samostatné obrazy pořízené ze sítnice obou očí. Tento proces navíc komplikují pohyby těla a hlavy. Když se hlava otáčí daným směrem, zdá se, že se objekty v popředí pohybují proti objektům v pozadí. Předpokládá se tedy, že k určitému vizuálnímu zpracování dochází bez potřeby jakékoli manipulace s postavami, protože objekty v popředí se pouze zdánlivě pohybují. Na základě toho vyplývá závěr, že hluboké vnímání lze provádět bez intermediární manipulace s určitými symboly.
Světlejším příkladem je studium sluchového vnímání. Ve skutečnosti, čím větší je vzdálenost mezi ušima, tím ostřejší by měla být pověst. Důležitá je také hustota mezi orgány sluchu, protože frekvence vlny se mění v závislosti na médiu, kterým prochází. Při zpracování informací sluchový systém mozku zohledňuje tyto faktory, ale opět nemusí symboly interpretovat, protože samotná vzdálenost mezi ušima vytváří nezbytnou příležitost pro větší ostrost sluchu a také hustotu. Při zvažování fyzikálních vlastností těla je tedy symbolický systém zbytečnou a zbytečnou metaforou.
Druhá metoda je z velké části založena na práci George Lacoffa a Marka Johnsona. Tvrdili, že lidé používají metafory k lepšímu vysvětlení svého vnějšího světa. Lidé mají také hlavní soubor pojmů, z nichž lze vytvářet nové pojmy. Tyto základní pojmy zahrnují prostorovou orientaci, jako je nahoru, dolů, dopředu a dozadu. Lidé mohou snadno pochopit význam těchto slov, protože je mohou přímo prožívat se svými vlastními těly. Například, protože základními pohyby člověka jsou stát rovně nebo pohybovat tělem nahoru a dolů, lidé si tyto pojmy uvědomují na podvědomé úrovni. Totéž lze říci o pojmech vpřed a vzad. Jak již bylo zmíněno dříve, tato základní sada prostorových reprezentací je základem, na kterém jsou postaveny další koncepty. V angličtině je například veselá nebo smutná nálada vyjádřena slovy nahoru (nahoru) a dolů (dolů). Skutečné pochopení těchto pojmů závisí na znalostech jednotlivce o stavbě lidského těla. Lakoff a Johnson se tedy domnívají, že v nepřítomnosti těla nemohli vědět, co může znamenat nahoru nebo dolů a jak by tyto pojmy mohly souviset s emočními stavy.
Pokud si představíte kulovou bytost žijící mimo jakékoli gravitační pole, bez jakýchkoli zkušeností, znalostí nebo představivosti, je nepravděpodobné, že bude schopna pochopit význam pojmu „nahoře“. I když to neznamená, že takové bytosti nebudou schopny vyjádřit své emoce jinými slovy, budou je vyjadřovat jinak než lidé. Pojem radosti (pocit nahoře) a smutku (pocit dole) pro člověka bude jiný, protože člověk má jiné fyzické ztělesnění. Z toho vyplývá, že fyzické tělo přímo ovlivňuje to, jak jedinec myslí, protože jako základní pojmy používá metafory spojené s jeho tělem. [2]
Třetí metoda je založena na výzkumu toho, jak jednotlivci využívají své bezprostřední okolí v procesu kognitivního zpracování. Vychází z teorie funkcionalismu a tvrdí, že k získávání jedinečných vlastností různými stavy vědomí dochází v závislosti na jejich roli ve větším systému. Pro názornější znázornění této pozice je použit příklad s kapesním osobním počítačem (PDA) . Informace na PDA jsou podobné informacím uloženým v mozku. Pokud tedy předpokládáme, že informace v mozku určují různé duševní stavy, pak informace v CPC dělají totéž. Zvažte také roli tužky a papíru v procesu násobení čísel. Tužka a papír jsou tak zapojeny do kognitivního procesu řešení problému, že tvrzení, že se nějak liší od procesu samotného, se zdá směšné. Dalším příkladem je zkoumání toho, jak lidé ovládají své prostředí, aby bylo snazší provádět kognitivní úkoly: například ponechání klíčů od auta na známém místě, aby se neztratili, nebo použití jakýchkoli vodítek pro navigaci v neznámém městě. Lidé tedy využívají prvky prostředí, které jim pomáhají při výkonu kognitivních funkcí.
Význam materiálního přístupu v kontextu kognitivní vědy možná nejlépe vysvětluje Andy Clark [3] . Tvrdí, že samotný mozek by neměl být jediným ohniskem vědeckého studia znalostí. K prokázání potřeby použít materiální přístup k vědeckému studiu poznání vede několik názorných příkladů.
Chování obyčejného tuňáka zůstávalo pro biology dlouho záhadou, a to díky jeho neuvěřitelné schopnosti rychle zrychlovat a dosahovat vysokých rychlostí. Biologické zkoumání tuňáka ukazuje, že takových kořist prostě není schopen. Odpověď však lze nalézt při zohlednění fyzického ztělesnění tuňáka. Tuňák obecný využívá své prostředí, zejména přirozené proudy , ke zvýšení své rychlosti. K tomuto účelu využívá i své fyzické tělo: ocasní ploutev mu pomáhá vytvářet potřebný pohon a tlak, což mu pomáhá získat a udržet vysoké rychlosti. Tuňák obecný tedy aktivně využívá prostředí pro své vlastní účely prostřednictvím vlastností svého fyzického těla.
Clarke používá příklad robotického skákání , který postavili Raibert a Hodgins, k demonstraci dalších důsledků materiálního paradigmatu. Ve skutečnosti byl tento robot vertikální válec s jednou nohou na skákání. Ovládání chování robota mohlo být docela složité, protože kromě jemností samotného programu existovaly také mechanické problémy ohledně toho, jak postavit nohu, aby mohl skákat. Podle materiálového přístupu k tomu musí být robot schopen plně využít své fyzické ztělesnění. To znamená, že robotický systém by měl být považován za systém s dynamickými charakteristikami, a nikoli za řídicí centrum, které pouze provádí akce.
Klasičtí vědci by mohli namítnout, že to, že fyzické předměty mohou být použity jako pomůcka pro kognitivní proces, neznamená, že jsou součástí kognitivního systému. Například brýle se používají k podpoře vidění, ale úsudek, že jsou součástí většího systému, znamená zásadní přehodnocení konceptu zrakového systému . [4] Zastánci materiálního přístupu zase mohou odpovědět, že v případech, kdy environmentální objekty hrají funkční roli při utváření mentálních stavů, by neměly být samotné objekty považovány za přímo mentální stavy.