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Birgitta Burger 1.12.05

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Birgitta Burger 1.12.05

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Presentation Transcript

  1. Universität zu Köln :: Historisch-Kulturwissenschaftliche InformationsverarbeitungHauptseminar WS 05/06 :: Semantic Web :: Prof. Dr. Manfred ThallerBernard Favre-Bulle (2001):Information und Zusammenhang:Informationsfluß in Prozessen der Wahrnehmung, des Denkens und der Kommunikation, Wien et al.: Springer. Birgitta Burger 1.12.05

  2. Einleitendes • „Der Leser erfährt, wie Information tatsächlich funktioniert – wie wir sie verarbeiten, welche Mechanismen sie steuern und welch grundlegende Rolle der Zusammenhang dabei spielt.“ (Klappentext) • Information: Interdisziplinäre Behandlung durch Informationswissenschaft, Neuro-wissenschaft, Kognitionswissenschaft und Sprachwissenschaft

  3. Gliederung Kap. 2 Kap. 7 Kap. 3 Bild: Kapitel-Gliederung Kap. 4 Kap. 6 Kap. 5

  4. Information Kapitel 2

  5. Was ist Information? • Lat.: In Form bringen, Bildung • Wort / Zeichen keine Information, sondern löst beim kognitiven System (Mensch, Tier, Computer) Informationsfluss durch Wahrnehmungsprozess aus • Information: Ergebnis eines Interpretationsprozesses einer Nachricht durch kognitives System im Kontext • Information nie absolut: Bedeutung je nach Kontext anders; Vorwissen wichtig (Relativität) • zwei wichtige Paradigmen für Information 1. nachrichtentechnisches Informationsparadigma 2. semantisches Informationsparadigma

  6. Nachrichtentechnisches IP • Shannon: mathematische Informationstheorie • Maximale Informationsübertragungsrate und Optimierung der Nachrichtenverschlüsselung (Effizienz steigern, Störeinflüsse mindern) • Unsicherheit: Empfänger weiß nicht, welches Symbol als nächstes kommt; Mathematische Wahrscheinlichkeitsgröße: Entropie • Aufhebung dieser Unsicherheit  Information • Symbolinhalt, -bedeutung nicht relevant!

  7. Sender – Empfänger - Modell • Kommunikationsprozess: Informationsflüsse erzeugen, senden, übertragen, empfangen und interpretieren Bild: Sender-Empfänger • Ideal: Empfänger bekommt alles vom Sender übermittelt – selten! • Problem: Sender weiß nicht, ob ankommt, was er will • Abhilfe: bessere Technik (digital, redundante Codes (Fehlerkorrektur mindert Leistung), Rückbestätigung)

  8. Semantisches IP • Inhalt der Information Bedeutung • Dretske • Semiotik: Struktur der Zeichen selbst, ihrer Kombinierbarkeit und ihrer Funktion als Elemente im Kommunikationsprozess (Peirce, Morris; Eco, ...) • Situationstheorie: mathematische Theorie von Information und Bedeutung; Modellierung von Objekten und ihren Beziehungen in sog. Situationen (Barwise, Perry; Devlin)

  9. Konnektionistische Modelle Kapitel 3

  10. Konnektionistische Modelle • Modellierung von kognitiven Strukturen und Funktionen durch große vernetzte Parallelsysteme • Da Gehirn aber noch viel zu wenig erforscht (bes. Denken und Handeln): Modellierung durch Künstliche Neuronale Netze

  11. Künstliches NeuronBild: KNN-Einheit Bild: künstliches Neuron/Einheit

  12. Semantische Netze • vernetztes Wissen in Graphendarstellung • Knoten: Objekte, Kanten: Eigenschaften, Beziehungen  Zusammenhänge • „Die schwarze Katze frisst die graue Maus.“

  13. KNN dazu • In KNN umwandeln: Knoten = Neurone, Kanten = Eigen-schaftsneurone, Bindeneurone • Schnell unübersichtlich, daher Cluster bilden  Konzeptknoten

  14. Wissen Kapitel 4

  15. Was ist Wissen? • Buch transportiert Wissen, kognitiver Agent hat Wissen: Erzeugung von Wissen durch: • klare und sichere Wahrnehmung einer Sache (z.B. externe Sinneswahrnehmung) • Lernen, Interpretation • Praktische Erfahrung: Üben (z.B. Programmieren) • Kenntnis von Fakten und Vertrautheit mit ihnen: wiederholte Konfrontation in verschiedenen Zusammenhängen, auch unbewusst • Kompetenz

  16. Was ist Wissen? • gilt auch für künstliche Agenten, z.B. Wissensbasen, die sich autonom Wissen aneignen (Wissensrepräsentation) • Wissen immer innerhalb eines kognitiven Systems und daran gebunden • prägt Verhaltensweisen, bildet Kontexte

  17. Wissensrepräsentation • Symbolsysteme • Computer, künstliche Wissensbasis, Expertensystem • Gehirn? (vermutlich nicht) • Wissen explizit, nicht tief in neuronaler Struktur eingebettet • Systeme bislang nicht leistungsfähig genug • konnektionistische Systeme • für praktikable Lösungen nicht weit genug entwickelt  Fortschritte durch parallele Verarbeitung erhofft • vorhandenes Wissen aktiv einbringen, Schlussfolge-rungen ziehen, neue Strukturen/Wissen bilden • neue verbindende, hybride Ansätze

  18. Wahrnehmung und Denken Kapitel 5

  19. Kognition(swissenschaft) • Wahrnehmungs-, Denk- und Erkenntnis-vorgänge (vorstellen, erinnern, verarbeiten, interpretieren, lernen, speichern von Wissen) Bild: Disziplinen Kognitionswissenschaft Bild: Disziplinen

  20. Paradigmen und Modelle • Paradigma • Vorlage, Muster für Problemanalyse, Grundstruktur • bestimmt Aussehen des Modells • Modellbildung (Nachbildung) • um Einsichten in menschliche und künstliche Systeme zu erhalten • Abstraktion, Annäherung an Wirklichkeit, Anschaulichkeit, Vereinfachung • Wechselwirkungen mit anderen Systemen und Umwelt

  21. Wahrnehmung • Filterung relevanter von nichtrelevanter Information (Fokus, Vordergrund, Hintergrund) • Erkennen = Wahrnehmungsprozess • kognitive Sensoren (Augen, Ohren, Haut...) • interne Repräsentation der einfließenden Rohdaten (Wiedererkennung, Neuerfassung der Muster) • die höheren Wahrnehmungsvorgänge ermöglichen dem Gehirn, Informationen über erkanntes Objekt zu erhalten (Interpretation, kontextuelle Einbettung in Weltwissen, Gedächtnis, ...)

  22. Denken • intellektuelle Fähigkeit • gedankliches Umherschweifen, unbewusstes Assozieren • zielorientiertes Problemlösen (Teilprobleme, schrittweises lösen) • deduktives Schließen: Folgerungen mit Gewissheit aus Prämissen ableitbar • Induktives Schließen: Folgerungen, die nur mit gewisser Wahrscheinlichkeit zutreffen • Kreativität und Innovation: Grenzüberschreitung

  23. Kontext Kapitel 6

  24. Kontext • informationeller Hintergrund (gemeinsames Wissen) • nötig für Wahrnehmung, Kommunikation, Planung, Entscheidungen ... • Ohne Kontext wäre Zusammenwirken von einzelnen Einheiten nicht verständlich • Vereinfacht bei der Interpretation von Information durch kognitive Agenten gilt: Information + Kontext = Bedeutung

  25. Kontext • besonders wichtig, wo Informationslage entweder zu klein (zusätzliche Hintergrund-infos) oder zu groß (Filterkriterien) • kultureller und emotionaler Kontext • Effekte durch Kontext: z.B. Dinge missverstehen • Gehirn kann über Kontext hinweg abstrahieren

  26. Sprache Kapitel 7

  27. Sprache • Funktion, Struktur und Eigenschaft der Sprache in Hinblick auf Information und Kontext untersuchen • Sprache funktioniert über Struktur und Regeln  Grammatik: Standardisierung auf konzeptioneller und formaler Ebene, um miteinander zu kommunizieren, aber flexibel für unbegrenzte Ausdrucksmöglichkeiten • Semantik: Inhalt und Bedeutung nicht absolut (Mehrdeutigkeiten, Ungenauigkeiten)  Kontext • kulturell geprägte Denkschemata  sprachliche Strukturen

  28. Bild: Merkmale von Sprache

  29. Ich sehe was, was Du nicht siehst!„Find the Milkmaid.“Bild: Schüttelbild Milchmädchen

  30. Fragen?Vielen Dank!

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