研究发现类似语言的交流可以改善人工网络中的学习

Josiah02

在所有物种中，关键技能都是通过交流从父母传递给后代的。波恩大学医院 (UKB) 的研究人员和波恩大学的研究人员表明，有效的沟通依赖于发送者和接收者如何表达信息。他们的研究揭示了这一过程如何成为训练效果和任务表现的基础。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
交流——无论是通过声音、气味还是动作——对于生存都至关重要。它的社交性是认知的基础，因为我们大脑中的任务描述不仅受到感官体验的影响，还受到传达给我们的信息的影响。
“我们从日常生活中了解到，社交沟通对于我们在现实世界中的学习能力至关重要，可以用‘教学就是第二次学习’这句话来总结。”英国波恩大学实验癫痫病学和认知研究所的 Tatjana Tchumatchenko 教授说道。她还是波恩大学跨学科研究领域 (TRA)“建模”的成员。
在一项新研究中，波恩的研究人员使用人工网络作为代理，扮演教师和学生的角色。教师网络学会了解决迷宫，然后通过传递信息指导学生网络完成任务。这种设置使研究人员能够研究人工代理之间类似语言的交流如何提高学习和任务表现。
大脑为我们的现实世界创造了抽象概念，以供共享
结果表明，两种角色都可以发展一种语言，使学生能够向老师学习。有趣的是，这种语言受到手头的任务和学习者的表现的影响。
“我们的发现与已知的动物语言形成情况一致，”卡洛斯·沃特-卡瓦哈尔 (Carlos Wert-Carvajal) 说道，他是波恩大学 Tchumatchenko 教授在英国波恩大学的研究小组的共同通讯作者和博士生。他强调，我们的大脑编码世界的方式不仅由我们自己的经验决定，而且还会创造出其他人可以理解的抽象概念：
“例如，我们不会说‘甜的、脆的、圆的红色或绿色水果’，而是使用‘苹果’这个词。之所以有这样的词，是因为我们的语言已经进化到可以代表一种能带来愉快回报的共同体验，”Wert-Carvajal 说。换句话说，每种语言都必须尽可能有效地描述世界。
这种效率意味着要用简洁的方式传达尽可能多的信息。好的语言必须结合教师和学员对任务的内部描述以及现实世界的实际特征。
“当我们对受训者完成任务的情况进行反馈时，老师会改变语言来传达更多有用的信息，”第一作者托比亚斯·维佐雷克 (Tobias Wieczorek) 解释说，他直到最近还是波恩大学英国国立大学 Tchumatchenko 小组的硕士生。
这个过程表明，有效的沟通是一个双向的过程。“发送者和接收者必须共同努力，确保交换的信息清晰、准确、真正有用，”领导这项研究的 Tchumatchenko 教授说。
语言作为共同的体验，在交流中形成闭环
值得注意的是，通过“闭环”——即通过将学习者的语言反馈给自己——波恩研究人员能够让学习者互相教学。尽管缺乏明确的教学技能，但这些代理有效地传达了基本信息，并展示了他们所开发的语言的稳健性。
“尽管他们不知道如何‘教’，但他们仍然能够使用自己的语言传达重要信息，”共同通讯作者马克西米利安·埃格尔博士说道，他直到最近还是波恩大学 Tchumatchenko 教授在英国波恩大学研究小组的博士后。
这项研究强调了类似语言的交流作为共享认知体验的根本作用，并证明了其对学习和概括的至关重要性。研究结果为设计生物和人工通信系统提供了宝贵的见解，这些系统可优化不同环境中的学习和任务执行。