Intensivkurs: Kognitive Modellierung I

Dozenten:

Tutoren:

• Rebecca Albrecht (albrechR@informatik.uni-freiburg.de)
• Markus Lohmeyer (markus.lohmeyer@gmx.de)

Zeit und Ort:

Montag 16.00 - 18.00 Uhr, Wilhelmstraße (Vorlesung)
Freitag  09.00 - 13 Uhr, KG I, HS 1228 (Vorlesung + Übung)

Die Wiederholungsklausur wird am Freitag, den 18.10.2013, um 14 Uhr geschrieben.

Ort: Seminarraum 02009, IIG

Ankündigungen

• Ergebnisse der Klausur
• Am Freitag, den 19.07., wird Lars ab 11 Uhr die Klausur besprechen.
• Die Klausur findet am Montag, den 15.07.2013, um 16.00 Uhr in der Wilhelmstraße statt.
• Probeklausur wurde hochgeladen.
• Die Abgabe der vierten Bonusaufgabe ist am Freitag, den 19.07.2013, 9 Uhr.
• Die Abgabe der dritten Bonusaufgabe ist am Freitag, den 05.07.2013, 9 Uhr.
• Die Abgabe der zweiten Bonusaufgabe ist am Freitag, den 31.05.2013, 9 Uhr.
• Am Freitag, den 10.05.2013, 09-11 Uhr werden wir Ihnen Zeit geben, in Gruppen an den Bonusaufgaben zu arbeiten. Hierbei ist zu beachten, dass zwei Stunden in der Regel nicht ausreichen, um die Aufgabe abschließend zu bearbeiten. 
• Die Abgabe der ersten Bonusaufgabe ist am Freitag, den 10.05.2013, 11 Uhr.

Inhalt

Kognitive Modellierung ist die zentrale Methodologie der Kognitionswissenschaft, die neben formalen und empirischen Analysen auch die Formulierung einer Theorie als Computerprogramm umfasst. Das Programm soll sich dabei in wesentlichen Aspekten so verhalten wie das menschliche "Original" und mit entsprechenden Resultaten aus empirischen Untersuchungen übereinstimmen.

Wir beginnen mit einfachen Modellen des menschlichen Gedächtnisses und werden anschließend Produktionsregelsysteme als Modellierungsplattform kennenlernen. Der größte Teil der Veranstaltung widmet sich der ACT-R Theorie (Anderson, Bothell, Byrne, und Lebiere, 2002) und deren Anwendungen.

ACT-R ist eine hybride Theorie der Architektur menschlicher Kognition (mit symbolischen und subsymbolischen Repräsentationsformen), auf deren Basis sich Modelle kognitiver Phänomene verschiedenster Art formulieren lassen. Ihre Bausteine ("Adaptive Components of Thought") sind allesamt psychologisch fundiert und schränken die Möglichkeiten der Modellbildung sinnvoll ein. ACT-R Modelle adaptieren an die Anforderungen ihrer Umwelt, indem sie Erfahrungen über Lösungswahrscheinlichkeiten und Kosten von Lösungsalternativen bei der Entscheidungsfindung einbeziehen ("Adaptive Character of Thought-Rational"). Aus ACT-R Modellen lassen sich zudem Echtzeitverläufe kognitiven Verhaltens vorhersagen und mit empirisch gewonnenen Daten von Menschen abgleichen. Die Anwendungen von ACT-R sind vielfältig: sie reichen von kognitionspsychologischen Modellen des Lernens, Gedächtnisses, Problemlösens, der Sprachverarbeitung, Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, über Modelle der Mensch-Computer-Interaktion (HCI) hin zu neuropsychologischen Modellen zur Interpretation von fMRI-Daten.

Aktuelle Implementierungen von ACT-R stellen eine komfortable Entwicklungsumgebung für kognitive Modelle zur Verfügung. Diese soll in den begleitenden Übungen verwendet werden.

Die Veranstaltung richtet sich hauptsächlich an Studierende, die Kognitionswissenschaft als Nebenfach im Magister- oder BA-Studiengang studieren und den Pflichtschein "Kognitive Modellierung" erwerben wollen. Studierende der Kognitionswissenschaft aus anderen Studiengängen (Diplomstudiengänge Psychologie, Informatik usw.) können nach Absprache ebenfalls daran teilnehmen. Vorkenntnisse, wie sie in den beiden Vorlesungen zur Einführung in die Kognitionswissenschaft und den begleitenden Intensivkursen vermittelt werden, insbesondere Kenntnisse empirischer Methoden und der Programmiersprache LISP, sind erforderlich.

Vorlesungen

Übungen

Anmerkung: Der bisherige Benutzername muss um "ss13" erweitert werden (studkogmodss13), damit der Download funktioniert. Das Passwort ist das alte.  

Modelle zu Übungsaufgaben:

• Kleines Beispiel-Modell
• Substraction Model
• Modell Bonusaufgabe Blatt 3
• Lösung Assignment Unit 2
• Lösung Assignment Unit 3

Literatur

• Anderson, J. R., Bothell, D., Byrne, M. D., Douglass, S., Lebiere, C., Qin, Y . (2002). An integrated theory of the mind. Psychological Review 11, (4). 1036-1060.
• Anderson, J. R. & Lebiere, C. (1998). The Atomic components of thought. Lawrence Erlbaum Associates, ISBN 0-8058-2817-6.
• Taatgen, N.A. & Anderson, J.R. (2008). ACT-R. In R. Sun (ed.), Constraints in Cognitive Architectures. Cambridge University Press, pp 170-185. (PDF)
• Anderson, J.R. (2007). How can the human mind occur in the physical universe?. Oxford Series on cognitive models and architectures. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-532425-9
• Newell, Allen (1994). Unified Theories of Cognition. Harvard University Press. Cambridge, MA. ISBN 0-674-92101-1