Upload
hakeem-campbell
View
43
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
KOGNITIVNÍ ASPEKTY IR. Mgr. Věra Pilecká Tel.: +420 251 080 380, +420 605 733 813 E-mail: [email protected]. 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 - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 3
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 4
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 5
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]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 6
Obory a podobory KV
[Havel, 2000]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 7
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 8
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]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 9
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 10
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]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 11
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]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 12
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]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 13
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 14
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]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 15
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 16
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 17
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 18
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 19
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 20
Souhrnný model interakcí při vyhledávání
[Škrna, 2002]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 21
Obecný model kognitivního IS&R
[Ingwersen, Järvelin, 2004]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 22
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 23
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 24
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 25
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 26
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 27
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
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 28
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
[Steinerová, 2000, s. 36]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 29
Informační model člověka v sociálním náhledu
fyzická úroveň
psychická úroveň
sociální úroveň
objektivní informace
činnostní informace
subjektivní informace
strukturní informace
interakce
organizace
komunikace motivace
[Steinerová, 2000, s. 37]
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 30
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].
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 31
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.
1.11.2006 Kognitivní aspekty IR 32
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.