Перцептуалды Бақылау Теориясы

Кіріспе

Психологиялық теория
Қабылдауды басқару теориясы (ҚБТ) – бұл теріс кері байланыс басқару циклдерінің қасиеттеріне негізделген мінез-құлық моделі. Басқару циклы, қоршаған ортаның физикалық қасиеттері арқылы оның нәтижелерінің әсерімен белгіленетін, сезімтал айнымалыны эталондық мәнге немесе оған жақын ұстап тұрады. Инженерлік басқару теориясында эталондық мәндер жүйеден тыс қолданушылармен белгіленеді. Мысалы, термостат. Тірі организмде қабылдау айнымалыларының эталондық мәндері іштен туындайды және өздігінен сақталады. Биологиялық гомеостаз және рефлекстер – бұл қарапайым, төмен деңгейлі мысалдар. Басқарудың математикалық принциптерін ашу, қоршаған орта арқылы жабық теріс кері байланыс циклін (айналмалы себептілік) модельдеуге мүмкіндік берді, соның нәтижесінде қабылдауды басқару теориясы пайда болды. Ол мінез-құлық және танымдық психологиядағы кейбір модельдерден өзгеше, себебі олар стимулдарды мінез-құлықтың себептері ретінде қарастырады (сызықтық себептілік). ҚБТ зерттеулері эксперименталды психология, нейроғылым, этиология, антропология, лингвистика, социология, робототехника, даму психологиясы, ұйымдық психология және басқару, сондай-ақ көптеген басқа салаларда жарияланады. ҚБТ білім беру жүйелерін жобалау және басқару үшін қолданылды және «деңгейлер әдісі» деп аталатын психотерапияның пайда болуына әкелді.

Басқа теориялардан айырмашылықтары мен қағидаттары

Перцепциялық бақылау теориясы биологиялық кибернетикада, жүйелер биологиясында және бақылау теориясында, сондай-ақ кері байланыс циклдарымен байланысты тұжырымдамада терең тамыр жайған. Мінез-құлық және танымдық психологияның кейбір модельдерінен ерекшеленеді, себебі ол айналмалы себептік байланыс тұжырымдамасынан басталады. Сондықтан, оның теориялық негізі өсімдіктерді бақылау тұжырымдамасымен ортақ, бірақ физикалық әлемнің ішкі бейнесін бақылауға баса назар аудару арқылы одан ерекшеленеді. Өсімдіктерді басқару теориясы қозғалысты жасау туралы шешім қабылданғаннан кейін, қозғалысты жасаудың нейрокомпьютерлік процестеріне назар аударады. ПТТ агенттердің қоршаған ортаға енуін ерекше атап көрсетеді. Демек, қабылдауды басқару тұрғысынан алғанда, моторлық басқарудың басты мәселесі – қажетті қабылдаумен сәйкес келетін жүйеге сезімдік сигналды табу болып табылады. Бұл тұжырымдама Wiener, Ashby және басқалармен кибернетика ғылымының дамуының алғашқы кезеңдерінде қалыптасқан. 1950 жылдары Уильям Т. Пауэрс инженерлік бақылау жүйелерінің принциптерін және әдістерін биологиялық бақылау жүйелеріне қолданды және ПТТ-ның тәжірибелік методологиясын жасады. ПТТ-ның маңызды түсінігі – бақыланатын айнымалы жүйенің нәтижесі (мінез-құлық әрекеттері) емес, оның кірісі, яғни басқару жүйесінің нәтижесі әсер ете алатын қоршаған ортаның күйінің сезімдік және түрлендірілген функциясы. Осы сезімдік және түрлендірілген кірістер қоршаған ортаның саналы түрде қабылданатын аспектілері ретінде көрінуі мүмкін болғандықтан, Пауэрс бақыланатын айнымалыны «қабылдау» деп атады. Теория «Психологияға қолданылған бақылау теориясы» емес, «Перцепциялық бақылау теориясы» немесе ПТТ ретінде танылды, себебі бақылау теориялары көбінесе жүйенің нәтижесі бақыланатынын мәлімдейді немесе болжайды. ПТТ-да қоршаған ортадағы бір айнымалының күйінің ішкі бейнесі – күнделікті тілде «қабылдау» – бақыланады. ПТТ-ның негізгі принциптері алғаш рет 1960 жылы Пауэрс, Кларк және Макфарланд «мінез-құлықтың жалпы кері байланыс теориясы» ретінде жарияланды, кибернетикалық авторлар Винер мен Эшбиге авторлық құқық берілді. Содан бері ол оның айналасында біріккен ғылыми қауымдастықта жүйелі түрде дамып келеді. Бастапқыда когнитивтік революциямен көлеңкеде қалды (кейіннен когнитивтік ғылыммен ысталды), бірақ қазір кеңінен танымал. Пауэрс және осы саладағы басқа зерттеушілер психологияның негізіндегі мақсат, себеп-салдар және телеология мәселелерін көрсетеді, оларды бақылау теориясы шешеді. Аристотельден бастап Уильям Джеймс пен Джон Дьюиге дейін мінез-құлық мақсатты және жай ғана реактивті емес екені мойндалды, бірақ оны қалай түсіндіру қиын болды, себебі ниеттердің жалғыз дәлелі субъективті болды. Пауэрс атап өткендей, Вундт, Торндайк, Уотсон және басқалардың ізбасарлары интроспекциялық есептерді психологияның объективті ғылымы үшін дерек ретінде қабылдамады. Тек байқалатын мінез-құлық дерек ретінде ғана қабылдануы мүмкін. Мұндай мінез-құлықшылар қоршаған ортаның оқиғаларын (стимулдарды) мінез-құлық әрекеттеріне (жауаптарға) себепші ретінде қарастырды. Бұл себептік болжам когнитивтік психологияның кейбір модельдерінде де сақталады, олар стимул мен жауап арасына когнитивтік карталар мен басқа да ақпаратты өңдеуді қосады, бірақ қоршаған ортадан мінез-құлыққа дейінгі сызықтық себептік байланыс болжамын сақтайды, оны Ричард Маркен «мінез-құлық ұйымының ашық циклдік себептік моделі» деп атады, ПТТ-ның жабық циклдік моделіне қарамастан. Пауэрс психологтардың мақсат немесе ниет туралы түсініктерді қабылдамауының тағы бір себебін атап өтті, олар мақсаттың (әлі болмаған күй) оған әкелетін мінез-құлықты қалай тудыра алатынын түсіне алмады. ПТТ телеология туралы осы философиялық пікірталастарды шешеді, себебі ол мақсаттың интроспекцияға жүгінбей объективті мәртебесі бар және себептік байланыс кері байланыс циклдары айналасында айналып өтетін организмдердің жұмыс істеу моделін ұсынады.

The perceptual control theory is deeply rooted in biological cybernetics, systems biology and control theory and the related concept of feedback loops. Unlike some models in behavioral and cognitive psychology it sets out from the concept of circular causality. It shares, therefore, its theoretical foundation with the concept of plant control, but it is distinct from it by emphasizing the control of the internal representation of the physical world. The plant control theory focuses on neuro computational processes of movement generation, once a decision for generating the movement has been taken. PCT spotlights the embeddedness of agents in their environment. Therefore, from the perspective of perceptual control, the central problem of motor control consists in finding a sensory input to the system that matches a desired perception. and further developed by Wiener, Ashby, and others in the early development of the field of cybernetics. Beginning in the 1950s, William T. Powers applied the concepts and methods of engineered control systems to biological control systems, and developed the experimental methodology of PCT. A key insight of PCT is that the controlled variable is not the output of the system (the behavioral actions), but its input, that is, a sensed and transformed function of some state of the environment that the control system's output can affect. Because these sensed and transformed inputs may appear as consciously perceived aspects of the environment, Powers labelled the controlled variable "perception". The theory came to be known as "Perceptual Control Theory" or PCT rather than "Control Theory Applied to Psychology" because control theorists often assert or assume that it is the system's output that is controlled. In PCT it is the internal representation of the state of some variable in the environment—a "perception" in everyday language—that is controlled. The basic principles of PCT were first published by Powers, Clark, and MacFarland as a "general feedback theory of behavior" in 1960, with credits to cybernetic authors Wiener and Ashby. It has been systematically developed since then in the research community that has gathered around it. Initially, it was overshadowed by the cognitive revolution (later supplanted by cognitive science), but has now become better known. Powers and other researchers in the field point to problems of purpose, causation, and teleology at the foundations of psychology which control theory resolves. From Aristotle through William James and John Dewey it has been recognized that behavior is purposeful and not merely reactive, but how to account for this has been problematic because the only evidence for intentions was subjective. As Powers pointed out, behaviorists following Wundt, Thorndike, Watson, and others rejected introspective reports as data for an objective science of psychology. Only observable behavior could be admitted as data. Such behaviorists modeled environmental events (stimuli) as causing behavioral actions (responses). This causal assumption persists in some models in cognitive psychology that interpose cognitive maps and other postulated information processing between stimulus and response but otherwise retain the assumption of linear causation from environment to behavior, which Richard Marken called an "open loop causal model of behavioral organization" in contrast to PCT's closed loop model. Another, more specific reason that Powers observed for psychologists' rejecting notions of purpose or intention was that they could not see how a goal (a state that did not yet exist) could cause the behavior that led to it. PCT resolves these philosophical arguments about teleology because it provides a model of the functioning of organisms in which purpose has objective status without recourse to introspection, and in which causation is circular around feedback loops.

Мысал

Қарапайым теріс кері байланыс басқару жүйесі – автомобильдің круиздік басқару жүйесі. Круиздік бақылау жүйесінде дөңгелектерге тікелей қосылған қозғалтқыш білігінің айналу жылдамдығы арқылы жылдамдықты "қабылдайтын" сенсор бар. Сондай-ақ, ол белгілі бір жылдамдықты анықтайтын, жүргізуші реттей алатын "мақсатты" параметрге ие. Қабылданатын жылдамдық, сақталған мақсатты мәннен қазіргі кіріс мәнін шығарып, үнемі белгіленген жылдамдықпен салыстырылады (бұл құрылғы "салыстырушы" деп аталады). Айырмашылық (қате сигналы) газ педалінің қанша басылатынын (акселератордың күйін) анықтайды, осылайша қозғалтқыштың қуаты үздіксіз өзгеріп, автомобильдің жылдамдығы қоршаған ортаның өзгеруіне қарамастан, қажетті жылдамдықтан артығы не кемігі болмайды. Егер автомобильдің жылдамдығы мақсатты жылдамдықтан төмендесе, мысалы, төбеге көтерілгенде, қате сигналының шамалы ұлғаюы күшейтіліп, қозғалтқыштың қуатын арттырады, бұл қателікті дерлік нөлге жуық ұстайды. Егер жылдамдық мақсаттан асып түсетін болса, мысалы, төбеден түсетінде, қозғалтқыш тежегіш ретінде жұмыс істейді, демек жылдамдық мақсаттан айтарлықтай алшақтамайды (тежегіштер тек төбе өте тік болған жағдайда ғана қажет). Нәтижесінде, круиздік бақылау жүйесі автомобиль төбеге көтеріліп, төмен түсетінде де, сондай-ақ жел сияқты басқа да сыртқы факторлар жылдамдыққа әсер еткенде де, мақсатты жылдамдыққа жақын жылдамдықты сақтайды. Бұл, ешқандай нақты әрекеттерді жоспарламай және тітіркендіргіштерге автоматтық реакцияларсыз жасалады. Шындығында, круиздік бақылау жүйесі желдің қысымы сияқты сыртқы факторларды сезбейді, ол тек бақыланатын айнымалы – жылдамдықты ғана сезінеді. Сондай-ақ, ол қозғалтқыштың қуатын тікелей бақыламайды, қозғалтқыш қуатының "қызметін" пайдаланып, қабылданатын жылдамдықты басқарады. Теріс кері байланыс басқаруының осы қағидаттары (күтпеген сыртқы немесе ішкі факторлардың әсерін жою қабілетімен қоса) тірі организмдердің басқару жүйелеріне де қолданылады.

Модельдеу әдістемесі және ПТТ үлгі ретінде

ПТТ әдістемесіндегі негізгі дерек – бақыланатын айнымалы. ПТТ зерттеуінің түйінді қадамы – бақыланатын айнымалыларды тексеру – зерттеушінің пікірінше, қазірдің өзінде байқалатын организммен бақылаудағы қоршаған ортадағы айнымалының күйіне баяу және ақырын әсер етуден басталады. Организмнің бақылау қабілетін күшпен басып тастамау қажет, себебі осыны зерттеп отырмыз. Егер организм осы өзгермеліге күтілетін әсерді болдырмау үшін әрекеттерін өзгерте алса, онда бұл тәжірибелік әрекет бақыланатын айнымалыға әсер еткенін көрсетеді. Байқаушының және зерттеліп отырған организмнің көзқарасын ажырату өте маңызды. Организмнің пікірінше, қоршаған ортаның қай аспектісі бақылауда екенін анықтау үшін сынақтың бірнеше нұсқаларын қолдану қажет болуы мүмкін. ПТТ «қара жәшік» әдістемесін қолданады. Байқаушы өлшеген бақыланатын айнымалы организм бақылайтын қабылдау үшін эталондық мәнге сандық түрде сәйкес келеді. Бақыланатын айнымалы – бұл организмнің осы әрекеттер арқылы қамтамасыз етуге тырысатын мақсаты немесе ниеті – бұл мақсатқа кедергілерге қарамастан, үнемі қол жеткізуге ұмтылады. Көптеген ерекшеліктерден басқа, қазіргі нейроғылымда бұл ішкі сақталған эталондық мәнді тікелей байқау сирек кездеседі (мысалы, нейронның ату жылдамдығы ретінде), себебі көптеген зерттеушілер тірі организмнің сыртқы мінез-құлқы ретінде байқалған нәрсеге қатысқанда, тиісті электрлік және химиялық айнымалыларды олардың нақты жолдары бойынша іздемейді. Алайда, цифрлық компьютерде модельдеу арқылы жұмыс істейтін теріс кері байланыс жүйесі байқалатын организмдермен бірдей нәтиже бергенде, модельдің (ақ жәшік) жақсы түсінілген теріс кері байланыс құрылымы организмдегі көрінбейтін теріс кері байланыс құрылымын (қара жәшік) көрсетеді. Кемелдік бақылау бұзылудың әсерін жоққа шығарады, бірақ тірі организмдер кемелді бақылаушылар емес, ал ПТТ-ның мақсаты тірі организмдерді модельдеу болып табылады. Компьютерлік модельдеу эксперименттік өлшемдерге >95% сәйкес болғанда, d-дегі болжауға келмейтін өзгерістердің әсеріне қарсы qo-ның (шамамен) тең және қарама-қарсы мәндерін тудыру арқылы, бұл организмнің мінез-құлқы мен ішкі бақылау циклінің құрылымын модельдеу деп түсініледі. Трекинг тапсырмасында кіріс шамасы – мақсатты T және курсордың C орны арасындағы тік қашықтық, ал мақсатты орнының кездейсоқ өзгеруі осы кіріс шамасының бұзылуы d ретінде әрекет етеді. Бұл қабылдау сигналы p курсордың C орны мен мақсатты T орны арасындағы айырманы сандық түрде көрсетеді, бұл p=C–T теңдеуінде көрсетілген. Мақсатты және курсорды қабылдау және олардың арасындағы қашықтықты көрсететін сигналды құру арасында τ миллисекундтық кешігу бар, сондықтан t уақытындағы жұмыс істейтін қабылдау сигналы мақсат пен курсор арасындағы қашықтықты алдыңғы уақытта, t – τ көрсетеді. Сәйкесінше, модельде қолданылатын теңдеу:

The principal datum in PCT methodology is the controlled variable. The fundamental step of PCT research, the test for controlled variables, begins with the slow and gentle application of disturbing influences to the state of a variable in the environment which the researcher surmises is already under control by the observed organism. It is essential not to overwhelm the organism's ability to control, since that is what is being investigated. If the organism changes its actions just so as to prevent the disturbing influence from having the expected effect on that variable, that is strong evidence that the experimental action disturbed a controlled variable. It is crucially important to distinguish the perceptions and point of view of the observer from those of the observed organism. It may take a number of variations of the test to isolate just which aspect of the environmental situation is under control, as perceived by the observed organism. PCT employs a black box methodology. The controlled variable as measured by the observer corresponds quantitatively to a reference value for a perception that the organism is controlling. The controlled variable is thus an objective index of the purpose or intention of those particular behavioral actions by the organism—the goal which those actions consistently work to attain despite disturbances. With few exceptions, in the current state of neuroscience this internally maintained reference value is seldom directly observed as such (e. g. as a rate of firing in a neuron), since few researchers trace the relevant electrical and chemical variables by their specific pathways while a living organism is engaging in what we externally observe as behavior. However, when a working negative feedback system simulated on a digital computer performs essentially identically to observed organisms, then the well understood negative feedback structure of the simulation or model (the white box) is understood to demonstrate the unseen negative feedback structure within the organism (the black box). Perfect control would result in zero effect of the disturbance, but living organisms are not perfect controllers, and the aim of PCT is to model living organisms. When a computer simulation performs with >95% conformity to experimentally measured values, opposing the effect of unpredictable changes in d by generating (nearly) equal and opposite values of qo, it is understood to model the behavior and the internal control loop structure of the organism. In the tracking task, the input quantity is the vertical distance between the target position T and the cursor position C, and the random variation of the target position acts as the disturbance d of that input quantity. This suggests that the perceptual signal p quantitatively represents the cursor position C minus the target position T, as expressed in the equation p=C–T. Between the perception of target and cursor and the construction of the signal representing the distance between them there is a delay of τ milliseconds, so that the working perceptual signal at time t represents the target to cursor distance at a prior time, t – τ. Consequently, the equation used in the model is

1. p(t) = C(t–τ) – T(t–τ)

Теріс кері байланыс басқару жүйесі r эталондық сигналын қабылдайды, ол қазіргі уақытта қабылдау сигналының қандай шамасы қажет екенін көрсетеді. (Организмдегі r-дің пайда болуын төменде «Бақылау иерархиясы» бөлімінде қараңыз.) r және p екеуі де r қоздырғыш және p тежегіш болатын қарапайым нейрондық құрылымға кіреді. Бұл құрылым «салыстырушы» деп аталады. Инженерлік басқару жүйелерінде, егер бірнеше осындай анықтамалық кірістер болса, «бақылаушы» жүйенің дизайны қалаған шығысқа қол жеткізу үшін осы кірістерді манипуляциялайды, ал басқару теориясының міндеті (осылай түсіндірілгенде) тұрақсыздық пен тербелісті болдырмау үшін осы манипуляцияларды есептеу болып табылады. ПТТ моделінің немесе симуляциясының дизайны жүйенің шығысына ерекше әсерді талап етпейді, тек оның кірісін (қабылдау сигналын) эталонмен сәйкес етуі керек. Перцепциялық бақылау теориясында эталондық сигналдың кіріс функциясы – ішкі түрде туындаған сигналдардың салмақталған сомасы (канондық жағдайда, жоғары деңгейдегі қателік сигналдары), ал циклдің тұрақтылығы әр цикл үшін жергілікті деңгейде анықталады. Салмақталған сома қайта ұйымдастыру нәтижесінде туындайды деп саналады. Инженерлік басқару теориясы есептеуді талап етеді, бірақ алдыңғы бөлімде көрсетілгендей, ПТТ талап етпейді. Мысалы, инженерлік басқару теориясындағы кері маятник моделінің жүзеге асырылуын бес қарапайым басқару жүйелерінің иерархиясы ретінде ПТТ жүзеге асырумен салыстырыңыз.

Бақылаудың иерархиясы

ПТТ-де қабылдаулар деңгейлер иерархиясы бойынша құрылады және бақыланады. Мысалы, бір затты көру қабылдауы, жарық интенсивтілігінің айырмашылықтарынан немесе оның жиектеріндегі түс сияқты сезімдердің айырмашылықтарынан қалыптасады. Заттың пішінін немесе орналасуын басқару үшін сезімдердің немесе интенсивтіліктердің қабылдауын өзгерту қажет (бұл төменгі деңгейдегі жүйелермен бақыланады). Бұл ұйымдастыру принципі барлық деңгейде қолданылады, тіпті ең абстрактілі философиялық және теориялық құрылымдарға дейін. Ресей физиологы Николас Бернштейн тәуелсіз түрде мінез-құлықтың көп реттік болуы керек деген қорытындыға келді – иерархиялық түрде, қабаттар бойынша ұйымдастырылған. Бұл қорытындыға ПТТ-де де, Бернштейннің жұмысында да шамамен бір уақытта қарапайым мәселе әкелді. Жұлын рефлекстері аяқ-қолдарды сыртқы ықпалдарға қарсы тұрақтандыруға қатысады. Неге олар мидың жоғары деңгейлеріндегі орталықтарға осы аяқ-қолдарды пайдаланудан, мінез-құлықты іске асырудан тосқан жоқ? Мидің жұлын жүйелерін мінез-құлықты құру үшін қолданатыны белгілі болғандықтан, жоғары деңгейлердің рефлекстерді жеңіп тастамай немесе тоқтатпай, оларды пайдалана отырып жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін принцип болуы керек. Жауап: жұлын рефлексі үшін эталондық мән (белгіленген нүкте) тұрақты емес; керісінше, ол жоғары деңгейдегі жүйелермен аяқ-қолдарды қозғау құралы ретінде өзгертіледі (сервомеханизм). Бұл принцип жоғары деңгейдегі кері байланыс тізбектеріне де қатысты, өйткені әрбір тізбек өзінен жоғары орналасқан жүйелерге бірдей мәселені ұсынады. Инженерлік басқару жүйесінде эталондық мән немесе белгіленген нүкте сыртқы күштермен реттелсе, биологиялық басқару жүйесінің эталондық мәні осылай реттелмейді. Бұл мән ішкі процестен туындауы керек. Егер мінез-құлық оған әсер ете алса, кез келген қабылдау жоғары деңгейлер уақытша белгілеген күйге жеткізілуі мүмкін, содан кейін ол күтпеген бұзылыстарға қарсы сол күйде сақталуы мүмкін. Басқару жүйелерінің иерархиясында жоғары деңгейлер төменгі деңгейлердің мақсаттарын өздерінің жоғары деңгейдегі жүйелер қойған мақсаттарына жету құралы ретінде реттейді. Бұл автономды тірі басқару жүйесінің (организмнің) кез келген сыртқы басқаруы үшін маңызды салдарларға ие. Ең жоғары деңгейде эталондық мәндер (мақсаттар) тұқым қуалаушылық немесе бейімделу процестерімен белгіленеді.

Perceptions, in PCT, are constructed and controlled in a hierarchy of levels. For example, visual perception of an object is constructed from differences in light intensity or differences in sensations such as color at its edges. Controlling the shape or location of the object requires altering the perceptions of sensations or intensities (which are controlled by lower level systems). This organizing principle is applied at all levels, up to the most abstract philosophical and theoretical constructs. The Russian physiologist Nicolas Bernstein independently came to the same conclusion that behavior has to be multiordinal—organized hierarchically, in layers. A simple problem led to this conclusion at about the same time both in PCT and in Bernstein's work. The spinal reflexes act to stabilize limbs against disturbances. Why do they not prevent centers higher in the brain from using those limbs to carry out behavior? Since the brain obviously does use the spinal systems in producing behavior, there must be a principle that allows the higher systems to operate by incorporating the reflexes, not just by overcoming them or turning them off. The answer is that the reference value (setpoint) for a spinal reflex is not static; rather, it is varied by higher level systems as their means of moving the limbs (servomechanism). This principle applies to higher feedback loops, as each loop presents the same problem to subsystems above it. Whereas an engineered control system has a reference value or setpoint adjusted by some external agency, the reference value for a biological control system cannot be set in this way. The setpoint must come from some internal process. If there is a way for behavior to affect it, any perception may be brought to the state momentarily specified by higher levels and then be maintained in that state against unpredictable disturbances. In a hierarchy of control systems, higher levels adjust the goals of lower levels as their means of approaching their own goals set by still higher systems. This has important consequences for any proposed external control of an autonomous living control system (organism). At the highest level, reference values (goals) are set by heredity or adaptive processes.

Эволюциядағы, дамудағы және білім алудағы қайта ұйымдастыру

Егер организм орынсыз қабылдауды бақыласа немесе кейбір қабылдауды орынсыз мәндерге бақыласа, онда оның ұрпағын жетілдіру мүмкіндігі төмендеп, тіпті өлуі мүмкін. Осылайша, табиғи іріктеу арқылы организмдердің келесі буындары дамиды, олар тиісті параметрлермен бақыланғанда, ішкі маңызды айнымалыларды оңтайлы деңгейде немесе кем дегенде өлімге әкелмейтін шекте ұстап тұруға бейімделген қабылдауларды басқарады. Пауэрс осы ішкі айнымалыларды "ішкі айнымалылар" (Эшбидің "маңызды айнымалылары") деп атады. Бақыланатын қабылдау құрылымдарының дамуына ықпал ететін механизм "қайта ұйымдастыру" деп аталады, бұл жеке организм ішіндегі процесс, ол түрлердегі жеке тұлғалардың дамыған құрылымы сияқты табиғи іріктеуге жатады. Бұл "қайта ұйымдастыру жүйесі" организмнің мұрагерлік құрылымының бір бөлігі деп есептеледі. Ол басқару иерархиясының негізгі параметрлері мен байланыстарын кездейсоқ түрде өзгертеді. Ішкі айнымалылардың үздіксіз өзгеру жылдамдығы бар, ол жалпы қателікпен белгіленген жылдамдықпен жүреді (және қателік нөлге жеткенде тоқталады), сондай-ақ маңызды айнымалылардың санына тең өлшемдері бар гиперкеңістікте бағыттың кездейсоқ өзгерулерімен тоқтатылады. Бұл Ашбидің "гомеостатының" шамалы өзгертілген нұсқасы, алғаш рет 1960 жылғы мақалада ПТТ-ге енгізілген. Қайта ұйымдастыру кез келген деңгейде жүруі мүмкін, егер сол деңгейдегі бақылаудың жоғалтылуы генетикалық түрде анықталған параметрлерден ішкі (маңызды) айнымалылардың ауытқуына себеп болса. Бұл сынақ пен қателік арқылы оқытудың негізгі механизмі болып табылады, ол оқыту процестерінің жүйелі түрлерін меңгеруге әкеледі.

Психотерапия: деңгейлер әдісі (MOL)

Қайта ұйымдастыру тұжырымдамасы деңгейлер әдісі (MOL) деп аталатын психотерапия әдісіне алып келді. MOL қолданып, терапевт пациенттің назарын қабылдаудың жоғары деңгейлеріне ауыстыруға көмектесуді мақсат етеді, осы арқылы қақтығыстарды шешіп, қайта ұйымдастыру процесін жеңілдетуге тырысады.

Оқу

Қазіргі уақытта оқудың синаптикалық, нейрондық немесе жүйелік негіздерін түсіндіруге қатысты бірде-бір теорияға келісім болған жоқ. Дегенмен, 1973 жылдан бері синапстар тобының ұзақ мерзімді потенциациясы (LTP) синапстық және постсинапстық механизмдер арқылы оқуды қозғалады деген идея кең тараған. LTP – бұл Хеббиандық оқудың бір түрі, ол жоғары жиілікті, тұрақты нейрондық тізбектердің белсендірілуі стандартты нейронмен салыстырғанда олардың белсендірілу тиімділігін және берілген стимулға жауап беру мөлшерін арттырады деп болжайды (Хебб, 1949). Бұл механизмдер Хеббтың атақты түрде қарапайым түсіндірмесінің негізін құрайды: «Бірге оянғандары бірігеді». Бұл жарияланым Neuron журналында шыққан. Олар LTP оқудың негізі екенін мойындайды. Алайда, олар біріншіден, LTP жеке синапстарда жүреді және бұл пластикалық өзгеріс (бинарлық емес) градациялы және екі бағытты болып табылады деп ұсынады. 2008 жылы Пауэрс қол координациясын модельдеуді жасады. Ол когнитивтік революцияның негізгі білгіліктерінің бірі – адам мінез-құлқындағы иерархиялық құрылымды тану екенін айтты. Дегенмен, ондаған жылдық зерттеулерге қарамастан, иерархиялық ұйымдастырылған мінез-құлықтың негізіндегі есептеу механизмдері әлі толыққанды түсініксіз. 2009 жылы Бедре, Хоффман, Куни және Д’Эспозито Ботвиник 2008 жылы Мінез-құлық организмнің қабылдау мақсаттарын сақтау үшін үнемі бейімделуі және өзгеруі керек. Осы тұрғыдан қарағанда, Перцептуалды Бақылау Теориясы (PCT) иерархияның спонтанды қайта ұйымдастырылуы арқылы абстрактілі оқуды түсіндіруге мүмкіндік береді. PCT белгілі бір қабылдау үшін әртүрлі эталондық мәндер арасында, жауаптар арасында емес, қайшылықтар туындайды деп ұсынады. Олар үш тәжірибеде алты сау еріктінің мінез-құлқымен перцептуалды бақылау иерархиясының компьютерлік моделін салыстыратын тәжірибе жүргізді. Қатысушылар сол және орта сызық арасындағы қашықтықты сол және оң сызық арасындағы қашықтыққа тең ұстауы керек еді. Сондай-ақ, екі қашықтықты да 2 см-ге тең ұстау талап етілді. Олардың қолында екі педаль болды, біреуі сол сызықты, екіншісі орта сызықты басқаратын. Мұны істеу үшін олар сызықтардың орналасуына кездейсоқ бұзылыстарды жеңіп алуы керек еді. Қатысушылар бақылауға қол жеткізген кезде, олар педальдарын жылжыту арқылы бұзылыстардың күтілетін әсерін жоя алды. Барлық тәжірибелердегі субъекттер мен модельдің мінез-құлқы арасындағы корреляция 0,99-ға жуықтады. Осындай иерархиялық бақылау жүйелерінің модельдерінің ұйымдастырылуы оның мінез-құлқына өте ұқсас жатқан адамдардың ұйымдастырылуы туралы мәлімет береді.

Currently, no one theory has been agreed upon to explain the synaptic, neuronal or systemic basis of learning. Prominent since 1973, however, is the idea that long term potentiation (LTP) of populations of synapses induces learning through both pre and postsynaptic mechanisms. LTP is a form of Hebbian learning, which proposed that high frequency, tonic activation of a circuit of neurones increases the efficacy with which they are activated and the size of their response to a given stimulus as compared to the standard neurone (Hebb, 1949). These mechanisms are the principles behind Hebb's famously simple explanation: "Those that fire together, wire together". published in the journal Neuron. They concede that LTP is the basis of learning. However, they firstly propose that LTP occurs in individual synapses, and this plasticity is graded (as opposed to in a binary mode) and bidirectional. Powers in 2008 produced a simulation of arm co ordination. proposed that one of the founding insights of the cognitive revolution was the recognition of hierarchical structure in human behavior. Despite decades of research, however, the computational mechanisms underlying hierarchically organized behavior are still not fully understood. Bedre, Hoffman, Cooney & D'Esposito in 2009

Botvinik in 2008 Behavior must constantly adapt and change for an organism to maintain its perceptual goals. In this way, PCT can provide an explanation of abstract learning through spontaneous reorganisation of the hierarchy. PCT proposes that conflict occurs between disparate reference values for a given perception rather than between different responses, conducted an experiment comparing the behavior of a perceptual control hierarchy computer model with that of six healthy volunteers in three experiments. The participants were required to keep the distance between a left line and a centre line equal to that of the centre line and a right line. They were also instructed to keep both distances equal to 2 cm. They had 2 paddles in their hands, one controlling the left line and one controlling the middle line. To do this, they had to resist random disturbances applied to the positions of the lines. As the participants achieved control, they managed to nullify the expected effect of the disturbances by moving their paddles. The correlation between the behavior of subjects and the model in all the experiments approached 0.99. It is proposed that the organization of models of hierarchical control systems such as this informs us about the organization of the human subjects whose behavior it so closely reproduces.

Қазіргі жағдай және перспективалар

PCT қағидаларының алдыңғы түсіндірмесі осы теорияның нейрондық ұйымды дұрыс түсіндіре алатынын және тұжырымдамалық модельдердің кейбір қазіргі мәселелерін қалай шеше алатынын көрсетеді. Тұжырымдамалық бақылау теориясы қазіргі уақытта адам миы мен жүйкелік архитектурадағы жүйелермен бақыланатын 11 деңгейлі қабылдау иерархиясын ұсынады. Олар: қарқындылық, сезім, конфигурация, өту, оқиға, қатынас, категория, тізбек, бағдарлама, принцип және жүйелік тұжырымдама. Төменгі деңгейдегі әртүрлі қабылдау сигналдары (мысалы, қарқындылықтың визуалды қабылдауы) жоғары деңгейдегі бір қабылдауды құру үшін кіріс функциясында біріктіріледі (мысалы, түс сезімінің визуалды қабылдауы). Төменгі деңгейлерде қалыптасқан және бақыланатын қабылдаулар жоғары деңгейлердегі қабылдаулық кіріс ретінде беріледі. Жоғары деңгейлер өз кезегінде төменгі деңгейлердің эталондық деңгейлерін (мақсаттарын) түзету арқылы басқарады, тиімді түрде төменгі деңгейлерге нені қабылдау керектігін айтады. Адам факторлары, клиникалық психология және психотерапия ("Деңгейлер әдісі") салаларындағы зерттеулерде, бұл әлеуметтанудағы көптеген зерттеулердің негізі болып табылады және ол НАТО зерттеу топтары қолданған эталондық модельдің тұжырымдамалық негізін құрайды. Бұл пән әлемнің бірнеше университетінде оқытылады және көптеген докторлық диссертациялардың тақырыбы болып табылады. Жақындағы тәсілдер перцептивті бақылау теориясының принциптерін пайдаланып, жасанды интеллект пен машиналық оқыту үшін жаңа алгоритмдік негіздерді ұсынады.

Таңдалған библиография

Цико, Гэри (1995). Кереметтерсіз: Универсалды іріктеу теориясы және екінші Дарвиндік революция. Кембридж, Массачусетс: MIT Press (Брэдфорд кітабы). Цико, Гэри (2000). Біз не істегеніміз: Бернард пен Дарвиннің сабақтарын қолданып, мінез-құлқымыздың не, қалай және неліктен екенін түсіну. Кембридж, Массачусетс: MIT Press (Брэдфорд кітабы). Форселл, Даг (ред.), 2016 ж. Перцептивті бақылау теориясы, психологиядағы үшінші үлкен теорияның шолуы: кіріспелер, оқулар және ресурстар. Хейвард, Калифорния: Living Control Systems Publishing. Манселл, Уоррен (ред.), (2020 ж.). Перцептивті бақылау теориясының пәнаралық нұсқаулығы: Тірі бақылау жүйелері IV. Кембридж: Academic Press. Маркен, Ричард С. (1992). Ой оқу: мақсатты эксперименталды зерттеулер. Benchmark Publications: New Canaan, CT. Маркен, Ричард С. (2002). Көбірек ой оқу: мақсатты зерттеудегі әдістер мен модельдер. Чапел-Хилл, NC: New View. Плоиж, Ф. Х. (1984). Шымпанзелердің еркін өмір сүретін сәбилері мен балаларының мінез-құлық дамуы. Norwood, N. J.: Ablex. Плоиж, Ф. Х. (2003). "Адам санасының" трилогиясы. М. Хайман (ред.), Адам баласының балалық шағындағы регрессиялық кезеңдер (185–205 бб.). Mahwah, NJ: Erlbaum. Пауэрс, Уильям Т. (1973). Жүріс-тұрысы: Түсінікті басқару. Чикаго: Aldine de Gruyter. [2nd exp. басылымы = Powers (2005)]. Пауэрс, Уильям Т. (1989). Тірі басқару жүйелері. [Таңдалған еңбектер 1960–1988 жж.]. New Canaan, CT: Benchmark Publications. Пауэрс, Уильям Т. (1992). Тірі басқару жүйелері II. [Таңдалған еңбектер 1959–1990 жж.]. New Canaan, CT: Benchmark Publications. Пауэрс, Уильям Т. (1998). Әрекеттің мәнін түсіндіру: Басқарудың мәні. New Canaan, CT: Benchmark Publications. Пауэрс, Уильям Т. (2005). Жүріс-тұрысы: Түсінікті басқару. New Canaan: Benchmark Publications. [Powers (1973) еңбегінің 2nd exp. басылымы. Қытайша аудармасы (2004) Guongdong Higher Learning Education Press, Guangzhou, China.]. Пауэрс, Уильям Т. (2008). Тірі басқару жүйелері III: Бақылау фактісі. [Др. Ричард Кеннауэйдің математикалық қосымшасы. Оқырманға теорияны демонстрациялау және тәжірибелік тексеру үшін компьютерлік бағдарламаларды қамтиды.]. New Canaan, CT: Benchmark Publications. Пауэрс, Уильям Т., Кларк, Р. К., және Макфарланд, Р. Л. (1960). "Адам мінез-құлқының жалпы кері байланыс теориясы [1-бөлім; 2-бөлім]. Perceptual and Motor Skills 11, 71–88; 309–323. Пауэрс, Уильям Т. және Ранкел, Филип Дж. 2011. Өмір туралы ғылымның екі негізгі тәсілі туралы диалог: сөздік суреттер мен корреляцияларға қарсы жұмыс істейтін модельдер. Hayward, CA: Living Control Systems Publishing. Робертсон, Р. Дж. & Пауэрс, У. Т. (1990). Қазіргі психологияға кіріспе: бақылау теориясы. Gravel Switch, KY: Control Systems Group. Робертсон, Р. Дж., Голдштейн, Д. М., Мермель, М., және Мусгрейв, М. (1999). Өзін басқару жүйесі ретінде сынау: Теориялық және әдістемелік мәселелер. Int. J. Human Computer Studies, 50, 571–580. Ранкель, Филип Дж[улиан]. 1990. Желі салу және үлгілерді сынау: психологияның екі үлкен әдісі. New York: Praeger. [Қайта басылды. 2007, Hayward, CA: Living Control Systems Publishing.]. Ранкель, Филип Дж[улиан]. (2003). Адамдар тірі организмдер ретінде. Hayward, CA: Living Control Systems Publishing. Тейлор, Мартин М. (1999). "Редакциялық мақала: Перцептивті бақылау теориясы және оның қолданылуы", International Journal of Human Computer Studies, 50-том, No. 6, 1999 ж. маусым, 433–444 бб.

Cziko, Gary (1995). Without miracles: Universal selection theory and the second Darwinian revolution. Cambridge, MA: MIT Press (A Bradford Book). Cziko, Gary (2000). The things we do: Using the lessons of Bernard and Darwin to understand the what, how, and why of our behavior. Cambridge, MA: MIT Press (A Bradford Book). Forssell, Dag (Ed. ), 2016. Perceptual Control Theory, An Overview of the Third Grand Theory in Psychology: Introductions, Readings, and Resources. Hayward, CA: Living Control Systems Publishing. Mansell, Warren (Ed. ), (2020). The Interdisciplinary Handbook of Perceptual Control Theory: Living Control Systems IV. Cambridge: Academic Press. Marken, Richard S. (1992) Mind readings: Experimental studies of purpose. Benchmark Publications: New Canaan, CT.
Marken, Richard S. (2002) More mind readings: Methods and models in the study of purpose. Chapel Hill, NC: New View. Plooij, F. X. (1984). The behavioral development of free living chimpanzee babies and infants. Norwood, N. J.: Ablex. Plooij, F. X. (2003). "The trilogy of mind". In M. Heimann (Ed. ), Regression periods in human infancy (pp. 185–205). Mahwah, NJ: Erlbaum. Powers, William T. (1973). Behavior: The control of perception. Chicago: Aldine de Gruyter. [2nd exp. ed. = Powers (2005)]. Powers, William T. (1989). Living control systems. [Selected papers 1960–1988.] New Canaan, CT: Benchmark Publications. Powers, William T. (1992). Living control systems II. [Selected papers 1959–1990.] New Canaan, CT: Benchmark Publications. Powers, William T. (1998). Making sense of behavior: The meaning of control. New Canaan, CT: Benchmark Publications. Powers, William T. (2005). Behavior: The control of perception. New Canaan: Benchmark Publications. [2nd exp. ed. of Powers (1973). Chinese tr. (2004) Guongdong Higher Learning Education Press, Guangzhou, China. .] Powers, William T. (2008). Living Control Systems III: The fact of control. [Mathematical appendix by Dr. Richard Kennaway. Includes computer programs for the reader to demonstrate and experimentally test the theory.] New Canaan, CT: Benchmark Publications. Powers, William. T., Clark, R. K., and McFarland, R. L. (1960). "A general feedback theory of human behavior [Part 1; Part 2]. Perceptual and Motor Skills 11, 71–88; 309–323. Powers, William T. and Runkel, Philip J. 2011. Dialogue concerning the two chief approaches to a science of life: Word pictures and correlations versus working models. Hayward, CA: Living Control Systems Publishing Robertson, R. J. & Powers, W. T. (1990). Introduction to modern psychology: the control theory view. Gravel Switch, KY: Control Systems Group. Robertson, R. J., Goldstein, D. M., Mermel, M., & Musgrave, M. (1999). Testing the self as a control system: Theoretical and methodological issues. Int. J. Human Computer Studies, 50, 571–580. Runkel, Philip J[ulian]. 1990. Casting Nets and Testing Specimens: Two Grand Methods of Psychology. New York: Praeger. [Repr. 2007, Hayward, CA: Living Control Systems Publishing .] Runkel, Philip J[ulian]. (2003). People as living things. Hayward, CA: Living Control Systems Publishing
Taylor, Martin M. (1999). "Editorial: Perceptual Control Theory and its Application," International Journal of Human Computer Studies, Vol 50, No. 6, June 1999, pp. 433–444.

Әлеуметтану

МакКлелланд, Кент және Томас Дж. Фараро, ред. (2006). Мақсат, мағына және әрекет: әлеуметтанудағы бақылау жүйелері теориялары. Нью-Йорк: Палгрейв Макмиллан. МакФайл, Кларк. 1991. "Қызу толқындағы халық туралы миф". Нью-Йорк: Алдин де Грюйтер.

Аудио

Уильям Т. Пауэрспен ПКТ-ның пайда болуы және тарихы туралы сұхбат (Бірінші бөлім – 20060722 (58.7МБ)
Уильям Т. Пауэрспен ПКТ-ның пайда болуы және тарихы туралы сұхбат (Екінші бөлім – 20070728 (57.7МБ)

Веб-сайттар

Халықаралық қабылдауды басқару жүйелері қауымдастығы – IAPCT веб-сайты. PCTWeb – Уоррен Манселлдің PCT туралы толыққанды веб-сайты. Living Control Systems Publishing – PCT туралы ресурстар мен кітаптар. Mind Readings – Рик Маркеннің PCT веб-сайты, көптеген интерактивті демонстрациялары бар. Дәрежелер әдісі – Тимоти Кэридің Дәрежелер әдісі туралы веб-сайты. Перцепциялық роботтар – робототехникаға қолданылған PCT әдістемесі және архитектурасы. ResearchGate жобасы – соңғы ғылыми еңбектер.