La rob ótica evolutiva y el enfoque enactivo en la ciencia cognitiva

1. Marieke Rohde UNAM, D.F. México, 05.10.2007 La robótica evolutiva y el enfoque enactivo en la ciencia cognitiva

2. Organización • La visión enactiva • La robótica evolutiva • Encuentro perceptivo • (Retrasos multisensoriales) • Conclusiones

3. 1.) La visión enactiva

4. Trasfondo Personal • Estudios Generales (“Studium Generale“), Leibniz Kolleg, Tübingen, Alemania. • BSc Cognitive Science, Osnabrück, Alemania (intercambio a la universidad de Costa Rica) • MSc Evolutionary and Adaptive Systems, Sussex, Reino Unido. • PhD CCNR, University of Sussex, Reino Unido. Interés científico: • La interacción entre el cerebro, el cuerpo y el entorno y su relación a la percepción/ cognición (constructivista)

5. El nacimiento de la ciencia cognitiva/inteligencia artificial • 1956 Dartmouth conference: • La mente una computadora? • Disciplinas • Informática • Psicología • Neurociencia • Linguistica • Philosophia • (Biologia? Antropologia? Sociologia?)

6. Change Blindness (ceguera al cambio)

8. Experimentos con gafas • Gafas de inversion • Perturbación • Accion con proposito causa adaptacion • Cambio de percepción Replicacion par Sekiyama, Nature, 407, pp 374-377, (2000)

9. Substitucion sensorial(Sensory Substitution) • Entrada normalmente asociada con un sentido a un sentido diferente • TVSS: • Cumplir tareas visuales • Externalización

10. Como se explica nuestra percepcion? • Para explicar percepción, no es suficiente explicar el procesamiento de patrones de entrada • Movimientos • Entorno • Proposito • Cuerpo • Contingencias sensorimotores, Dinamica: entorno – cuerpo – cerebro • Auto-organizacion de invariantes perceptivos: Tamaño, forma, color, espacio, ....

11. El fracaso de (GOF)AI • Computadoras: no saben lo que hacen y tampoco les importa (symbol grounding problem, frame problem) • Dinámica/tiempo real • Computadoras saben bien lo que es difícil para nosotros – pero lo fácil para nosotros, no lo pueden hacer

12. Shakey vs. Braitenberg

13. New AI/Enaccion • No tan nuevo: Cibernetica, psicologia rusa (Bernstein, Vygotksy), fenomenologia, constructiviso, teoría de sistemas dinámicos, filosophia de la biologia... • Robótica comportamental • Vida artificial • Ciencia Cognitiva Dinamica • Varela/Thompson/Rosch: The embodied mind: Cognitive Science and human experience (1992) vista radical, vida = cognicion, autopoiesis, ...) Di Paolo, E., Rohde, M. and De Jaegher, H., (Forthcoming) Horizons for the Enactive Mind: Values, Social Interaction, and Play. In J. Stewart, O. Gapenne and E. A. Di Paolo (eds), Enaction: Towards a New Paradigm for Cognitive Science, Cambridge, MA: MIT Press.

14. 2.) La robótica evolutiva

16. Comunicacion/Interaccion social • Matt Quinn: • Origines de la comunicación: la primera señal • Canales dedicados? • Tarea: Mover juntos sin roles predefinidos, sin canales de comunicacion • Alocamiento dinamico de roles (“leader“, “follower“) • Posibilidades minimalistas

17. Vision activa • Co-evolucion de vision activa y seleccion de FEATURES (Floreano et Al. 2004) • Una red feed-forward cumple una tarea compleja de distinccion

18. Dinamica Pasiva • Passive dynamic walking at Cornell: http://www-personal.engin.umich.edu/~shc/movies/passive_angle.mov • Introduccion gradual de fuerza http://www.droidlogic.com/sussex/dphil/movies/fullspine3_front.mov • Inspiracion para aviacion

19. Robotica Evolutiva • Modelaje artificial en el bucle sensorimotor cerrado • El mecanismo no se especifica enteramente  minimizacion/control de las presupociones sobre los mecanismos que generen el comportamiento deseado • Prueba de conceptos, generacion de hipotesis, superar limites cognitivos, en contra de intuiciones • Un solo modelo del cerebro, del cuerpo, del entorno y como interactuan • “Herramienta para pensar“, “Experimento mental opaco“, “Cerebro sin friccion“, “gimnasia intelectual“ • AG != model de la evolucion, red neuronal != modelo del cerebro

20. Valores practicos • Ingenieria • Modelizacion/predición • Filosófico • Concreto • Descripción/formalización de mecanismos • Biología • Desarollo • Cognición • Sistema nervioso

21. Mis investigaciones • Modelos robóticos de la adaptación del comportamiento sensorimotor humano • Juntar el interés en la percepción con la vista enactiva y la técnica de la robótica evolutiva • Encuentro perceptivo (Di Paolo, Rohde and Iizuka, 2007) • Adaptación a retrasos sensoriales (Rohde and Di Paolo 2007, Rohde et al. en preparación)

22. Preguntas?

23. References • Auvray, M., Lenay, C., & Stewart, J. (2006). The attribution of intentionality in a simulated environment: the case of minimalist devices. In Tenth Meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousnes, Oxford, UK, 23-26 June, 2006. • Bach-y-Rita, P., M. E. Tyler, and K. A Kaczmarek: Seeing With the Brain. Int. J. Human-Computer Interaction 15(2) 2003. 285-295. • Beer, R.D. (2003). The dynamics of active categorical perception in an evolved model agent (with commentary and response). Adaptive Behavior11(4):209-243. • Cunningham, D.W., A. Chatziastros, M. von der Heyde and H.H. Bülthoff: Driving in the future: Temporal visuomotor adaptation and generalization. Journal of Vision 1(2), 88-98 (2001) • Cunningham, D.W., Billock, V.A. and Tsou, B.H.: Sensorimotor adaptation to violations of temporal contiguity. Psychological Science 12(6), 532-535 (2001) • Di Paolo, E. A., Adaptive Systems lecture presentations, University of Sussex (UK), Spring Term 2006. • Harvey, I., Di Paolo, E., Wood, R., Quinn, M. and Tuci, E. A. (2005). Evolutionary Robotics: A new scientific tool for studying cognition. Artificial Life, 11(1-2):79-98. • Helbing et al. Nature, 388, pp 45 – 50, (1997). • Lenay C. (2003) Ignorance et suppléance : la question de l'espace, HDR 2002, Université de Technologie de Compiègne • Smith K.U. and W. M. Smith: Perception and motion: an analysis of space-structured behavior. Philadelphia, Saunders, 1962. • Stetson, C, X. Cui, P. R. Montague and D. M. Eagleman: Illusory temporal reversal of action and effect reveals neural conflict response. Submitted to Neuron.