علوم شناختی پلی میان مهندسان کامپیوتر و روانشناسان

علوم شناختی مطالعه بر ذهن و مغز است که دربرگیرنده علوم روانشناسی، عصب شناسی، زبان شناسی، فلسفه، انسان شناسی و مدل سازی کامپیوتری (هوش مصنوعی) می شود. این عنوان پژوهشی و رشته دانشگاهی با ماهیتی میان رشته‌ای درپی مطالعه پدیده‌ها و رفتارهای شناختی است؛ از ادراك حواس پنجگانه گرفته تا فرآیندهای هوشمندانه از قبیل حساب، حل مساله، تفكر شهودی، تصمیم گیری و...) و نیز زبان، حافظه، یادگیری و هر آنچه كه بتوان آن را پدیده و رفتاری شناختی در نظر گرفت.

این علم در زمینه بررسی حالت شناختی تا شبیه سازی و ارایه مدل هایی در جهت اهداف مورد نظر خود میپردازد به همین جهت میتوان آن را پلی میان متخصصان این رشته ها بخصوص روانشناسان و مهندسان هوش مصنوعی در نظر گرفت. علوم شناختی را نمیتوان یك مجموعه علمی معین و یكپارچه دانست و شاید بتوان گفت شبیه به لایه هایی متراکم هستند که با سطوح مختلف تحلیلی در کنار هم قرار گرفته اند.یکی از مهم ترنی سطوحی که در این رشته مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است شاخه هوش مصنوعی و زیر شاخه های اصلی آن اعم از یادگیری ماشین و یادگیری عمیق است که با توجه به اینکه روانشناسی و شناسایی حالات روحی انسان امروزه بسیار حایز اهمیت است بتوان توسط آن بسیاری از حالات شناختی موجودات زنده را مورد بررسی و ثبت در یک پایگاه داده قرار داد و یک مدل هوشمند از انچه که در راستای هدف ماست ایجاد کرد که این امر جهش بسیار بزرگی در ساخت ربات های جدید گشته است.

ذهن

یکی از موضوعاتی که از دیرباز ذهن بشر را به خود مشغول داشته، ماهیت ذهن است. یکی از مهم­ترین پاسخ­هایی که به این سوال داده شده است، این است: ذهن چیزی است که می­اندیشد. در واقع تفکر کردن مستلزم ادراک کردن، باور داشتن، داشتن احساسات، استدلال کردن و آگاه بودن است. هر یک از این رویدادها یا حالت­ها را حالت ذهنی یا رویداد ذهنی می­گویند.

حال سوال این است چه ارتباطی بین این حالات ذهنی و حالات بدنی وجود دارد؟

این تفاوت میان حالات ذهنی و بدنی باعث شده است که فیلسوفان در صدد تبیین رابطه میان آنها باشند. آنها می­خواهند بدانند چگونه دو پدیده یا دو رویداد که به نظر می­رسد ماهیت متفاوتی دارند بر یکدیگر تاثیر دارند.

در این راستا دو دیدگاه مطرح شده است

• دوآلیسم

• آموزه ­های فیزیکالیستی

نظریه اول را رنه دکارت مطرح کرد دکارت را بنیانگذار فلسفه ذهن جدید می­دانند. او معتقد بود ذهن و بدن دو چیز کاملا متفاوت هستند از نظر دکارت ذهن و بدن هم دو نوع چیز کاملا متفاوت هستند، ماهیت آنها با یکدیگر فرق دارد. ذهن هر چه باشد در مکان خاصی قرار ندارد، بعد و امتداد ندارد؛ اما بدن در مکان قرار دارد، بعد و امتداد دارد و نظایر آن. به عبارت ساده­تر بدن از جنس ماده است اما ذهن از جنس ماده نیست، غیر مادی است. مشکل اصلی دوالیسم این است که توضیح دهد چگونه این روح غیر مادی با بدن مادی تعامل دارد.

 برخی دیگر از فیلسوفان معتقدند که ذهن و بدن از یک جنس هستند، آنها دو چیز کاملا متفاوت نیستند؛ بلکه ماهیت آنها یک چیز است. این فیلسوفان ذهن و بدن را از جنس ماده می­دانند. توماس هابز از جمله این فیلسوفان است. اما امروزه هر دو دیدگاه به نوعی با چالش رو به روست. این چالش و بررسی و اطلاعاتی که پیرامون آن به دست آمده بستر بسیاری از پیشرفت هایی است که در علوم شناختی و رشته های پیرامون آن رخ داده است.

علوم شناختی در حوزه روانشناسان

روانشناسی در دوره های دانشگاهی با عناوین متفاوتی از جمله روانشناسی شناختی، روانشناسی اجتماعی، روانشناسی هنجاری، روانشناسی شخصیت،روان شناسی زبان و... مورد بررسی قرار گرفته می شود. این تقسیم بندی گویای این است که انواع مختلفی از توانمندی های عاطفی و شناختی وجود دارد. روانشناسی شناختی که در حوزه علوم شناختی گستردگی دارد به مطالعه ذهن و فرآیند های شناختی با روش های نوین و علمی مطرح در دنیا میپردازد. این روش ها بسیار گسترده و متنوع است که از جمله آن می توان به روش های علوم اعصاب، تصویربرداری کارکردی، روش های رفتاری و شناسایی عصب و ... اشاره کرد.

روانشناسان با مطالعه روی مغز انسان به عنوان پردازشگر اطلاعات مدل های ذهنی را طراحی می کنند. این تکنیک ها در حوزه های ادراک ، حافظه، یادگیری، استدلال، تصمیم گیری، تفکر، هوش و ... اطلاعات و محتواهای مفید و کاربردی ارائه می دهند که ثبت و بررسی این اطلاعات و محتواها خدمات بسیار ارزشمندی در حوزه هایی نظیر درمان و تشخیص اختلالات روان شناختی، آموزش و پرورش، مسایل اجتماعی و فرهنگی، مدیریت، سیاست، رسانه و .....ارائه کرده است.

هوش مصنوعی و تاثیر آن در علوم شناختی

انسان شامل مجموعه ای از توانایی ها و قابلیت هاست که همگی از پردازش های موجود در مغز او حاصل می شود.رشد بشر در دریافت اطلاعات و ثبت سیگنال ها و تصویر برداری در این سال های اخیر سبب شده تا بشر درک هرچه بهتر از ساختار مغز انسان داشته باشد. چه بسا که این شناخت بشر را در درک هرچه بهتر انواع بیماری ها از جمله پارکینسون، الزایمر، اوتیسم و...کمک میکند و دانشمندان حوزه علوم اعصاب در رشته علوم شناختی بیشتر به مطالعه جزئیات فعالیت مغز مشغولند اما در این زمان در بخش بهره وری از این اطلاعات، دانشمندان و مهندسان کامپیوتر و هوش مصنوعی جزییات را کنار می گذارند و به شبیه سازی این مدل ها و توانایی های شناختی انسان و موجودات زنده می پردازند.

به بیان ساده تر در دنیای هوش مصنوعی به ماشینی هوشمند میگوییم که بتواند عملکرد های شناختی را بیاموزد و به نوعی تقلید کند پس شبیه سازی الگوریتمی تمامی انچه روانشناسان و متخصصان علوم اعصاب در این علم کسب کرده اند و ایجاد پایگاه داده انها به دست مهندسان کامپیوتر و هوش رخ میدهد. یکی از زیر شاخه های هوش مصنوعی که در این روند بسیار کارامد است مبحث یادگیری ماشین و یادگیری عمیق با زبان های برنامه نویسی پایتون و متلب می باشد که امروزه به این واسطه شبیه سازی های بسیار ارزشمندی در راستای تشخیص و شناسایی حالات رفتاری، بیماری های جسمی و... انجام و به ثمر نشسته است.

داده های کسب شده از تصویر برداری ها و آزمایشات انجام شده توسط روانشناسان و دانشمندان علوم اعصاب در راستای تحلیل اطلاعات و بعد از آن پرازش تصاویر و ثبت آن داده ها در پایگاه داده و سپس مراحل یادگیری ماشین و کدنویسی های مروبط به آن از جمله مواردی است که در نهایت آن سیستم میتواند با دریافت اطلاعات جدید دیگر بدون نیاز به دخالت انسان رفتار شناختی یا بیماری و یا... را تشخیص و فرانید لازمه را انجام دهد.

علوم شناختی و تاثیر آن در هوش مصنوعی

به همان نسبت که هوش مصنوعی در علوم شناختی تاثیرات به سزایی دارد و توانسته این علم میان رشته ای را رشد دهد از طرف دیگر علوم شناختی نیز تاثیر خوبی در دنیای هوش مصنوعی داشته و ما توانسته ایم ربات و ماشین های هوشمندی که میسازیم را بسته به حالات شناختی تقویت و بهبود بخشیم. برای مثال در ساخت اتومبیل‌های خودران ما نیاز داریم که اطلاعاتی را در اختیار داشته باشیم که این اتومبیل ها توانایی تعامل با عوامل انسانی را داشته باشند.

و یا مثلا در زمینه تولید نرم افزار های هوشمند بانکی نیاز به درک بالا از تفکر انسان داریم تا این استفاده از تجهیزات مجهز را برای همه کاربران آسان کنیم. در خصوص شبکه‌های اجتماعی نیز باید به تمایلات کاربران و چگونگی روابط انسانی توجه شود. پس ارتباط و اثر در این دو حوزه کاملا دوسویه خواهد بود.

بهره وری این علم در دنیای تکنولوژی

در سال‌های گذشته، روش‌ها و الگوریتم‌های قدرتمندی ایجاد شده که با شناخت بیشتر انسان منجر به ساخت سیستم‌های هوش مصنوعی منطبق با عملکرد بهتر انسان شده است. بنابراین، همگرایی علوم شناختی و اصول و روش‌های هوش مصنوعی برای بهبود مهارت‌ تفکر انسانی در روانشناسی مهندسی مفید خواهد بود. امروزه دانشمندان توانسته اند بسیاری از ماشین ها و دستگاه های هوشمند را در جهت بهبود بهره وری هرچه بیشتر علم در دنیای صنعت و پزشکی و ... شبیه سازی و تولید کنند.

همین امر سبب میشود در درمان و آموزش و اکثر حوزه ها پیشرفت تکنولوژی کارآمد و قابل لمس است و همواره امید دارد که هرروز این بهره وری بیشتر و بیشتر گردد. علوم شناختی در آینده ای نه چندان دور می تواند بسیاری از امور دنیا را تحت سلطه خود در بیاورد و با کار بر روی مغز انسان بتواند دنیای تکنولوژی را در جهت خدمت رسانی به بشر روز به روز قدرتمند تر کند.

آینده و چالش های پیش روی علوم شناختی

علوم شناختی در مورد ذهن انسان تاکنون بینش های خوبی به ارمغان داشته است و تمام دانش این علم میان رشته ای بر یک ستون اصلی استوار است: عملیات ذهنی در واقع فرآیند پردازش اطلاعات هستند. در ابتدای مقاله دیدیم که علوم شناختی از کنار هم گذاشتن موضوعات و علوم به ظاهر اصلی و اولیه کنار هم گذاشته شد و میزان اثر گذاری دو حیطه از آنها را باهم مورد بررسی قرار دادیم. پردازش اطلاعات در مغز که نکته اصلی کار در علم شناخت است به دو مدل محاسباتی  قابل بررسی است: 1. فرضیه سیستم نماد فیزیکی که پردازش اطلاعات را دستکاری قانونمند ساختار های فیزیکی میداند 2. مدل شبکه عصبی که نگاهی کاملا متفاوت به پردازش اطلاعات دارد.

این دو رویکرد قطعی و انحصاری نیستند و انواعی از معماری های ذهنی وجود دار که هر دو رویکرد را در خود جای میدهد و ممکن است در نهایت معلوم شود که ذهن یک معماری ترکیبی دارد و روند را با چالش های مختلفی روبه رو کند. اما با این وجود علم میان رشته ای شناخت اینک در اوج بالندگی است و هر روز رشته های علمی جدید و تکنولوژی های پیشرفته تر برای مطالعه مغز به کمک آن می آیند. نمیتوان خوش بین نبود زیرا این حس که قدم به قدم به درک کامل ذهن و شناخت نزدیک تر میشویم بسیار ارزشمند و قابل لمس است.

جمع بندی

علوم شناختی یک علم میان رشته ای است که از مجموعه ای از علم ها از جمله روانشناسی، عصب شناسی، هوش مصنوعی و علوم کامپیوتر و... تشکیل شده است که هر روزه علوم بیشتری را در خود جای میدهد. این علم توسط پل ارتباطی که میان رشته روانشناسی و عصب شناسی و دنیای هوش مصنوعی برقرار کرده است سبب شده که امروزه بتوان در هر دو حوزه پیشرفت بسیار چشم گیری در بهره وری رفتار های شناختی و شبیه سازی آن ها در ماشین های هوشمند داشته باشیم و در همین راستا بتوانیم در حوزه های مختلف صنعت و درمان و ... روز به روز بیشتر بدرخشیم.

نویسنده: نگین بشیری دانشجوی کارشناسی ارشد رشته هوش مصنوعی و رباتیکز