ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ МЕНТАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ ФИГУР

Предмет исследования. Исследована информационная структура внутренних представлений объектов и операций над ними, используемых человеком при решении задачи ментального вращения фигур. Для анализа этой информационной структуры введены в рассмотрение не только классические зависимости времени правильных ответов от угла поворота фигур, но и иные зависимости, полученные в последнее время в когнитивной психологии.Метод. В среде технических вычислений MATLABR2010bразработана информационная модель ментального вращения фигур. В рамках модели можно менять такие параметры, как число бит во внутреннем представлении, вероятность искажения единичного бита, дискретный угол поворота, порог сравнения, степень различия при вращении.Основные результаты. Модель качественно воспроизводит такие психологические зависимости, как линейный рост от угла поворота времени правильных ответов и числа ошибок испытуемых при использовании одинаковых фигур, «плоскую» зависимость от угла поворота времени правильных ответов и числа ошибок испытуемых при использовании зеркальных фигур. Результаты моделирования позволяют предположить, что ментальное вращение является итеративным процессом поиска совпадения между двумя фигурами, каждый шаг которого может вести к значительному искажению внутреннего представления запомненных объектов. Поиск совпадений ведется в рамках внутренних представлений, не обладающих высокой инвариантностью к углу вращения. Практическая значимость. Результаты работы могут быть полезны для понимания роли обучения (в том числе с учителем) при выработке эффективных представлений информации и операций над ними в системах искусственного интеллекта.

1. Марр Д. Зрение. Информационный подход к изучению представления и обработки зрительных образов. М.: Радио и связь, 1987. 400 с.
2. Shepard R.N., Metzler J. Mental rotation of three-dimensional objects // Science. 1971. V. 171. N 3972. P. 701–703.
3. Bryden M.P., George J., Inch R. Sex differences and the role of figural complexity in determining the rate of mental rotation // Perceptual and Motor Skills. 1990. V. 70. N 2. P. 467–477.
4. Hertzog C., Rypma B. Age differences in components of mental rotation task performance // Bulletin of the Psychonomic Society. 1991. V. 29. N 3. P. 209–212. doi: 10.3758/BF03342680
5. Krumina G., Liakhovetckii V., Skilters J. Impacts of fatigue on mental rotation // Perception Suppl. 2015. V. 44. N 4. P. 159–160.
6. Gardony A.L., Taylor H.A., Brunyé T.T. What does physical rotation reveal about mental rotation? // Psychological Science. 2014. V. 25. N 2. P. 605–612. doi: 10.1177/0956797613503174
7. Hamrick J.B., Griffiths T.L. What to simulate? Inferring the right direction for mental rotation // Proc. 36th Annual Meeting of the Cognitive Science Society. Quebec, Canada, 2014. P. 577–582.
8. Larsen A. Deconstructing mental rotation // Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 2014. V. 40. N 3. P. 1072–1091. doi: 10.1037/a0035648
9. Seepanomwan K., Caligiore D., Baldassare G., Cangelosi A. Modelling mental rotation in cognitive robots // Adaptive Behavior. 2013. V. 21. N 4. P. 299–312. doi: 10.1177/1059712313488782
10. Крумина Г., Ляховецкий В.А. Проблемы кодирования стереоизображений в памяти человека // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 7. С. 14–18.
11. Ляховецкий В.А., Боброва Е.В. Воспроизведение запомненной последовательности движений правой и левой руки: позиционное и векторное кодирование // Журнал высшей нервной деятельности. 2009. Т. 59. № 1. С. 45–54.
12. Ляховецкий В.А., Потапов А.С. Представление информации в рабочей пространственной памяти при узнавании и воспроизведении // Математическая биология и биоинформатика. 2014. Т. 9. № 1. C. 206–215. doi: 10.17537/2014.9.206
13. Ляховецкий В.А., Потапов А.С., Попечителев Е.П. Методика изучения и модель информационной структуры памяти человека // Известия ЮФУ. Технические науки. 2006. № 11 (66). С. 4–9.
14. Johnson A.M. Speed of mental rotation as a function of problem solving strategies // Perceptual and Motor Skills. 1990. V. 71. N 3. P. 803–806.
15. Cooper L.A. Mental rotation of random two-dimensional shapes // Cognitive Psychology. 1975. V. 7. N 1. P. 20–43. doi: 10.1016/0010-0285(75)90003-1
16. Heil M., Rosler F., Link M., Bajric J. What is improved if a mental rotation task is repeated – the efficiency of memory access, or the speed of a transformation routine? // Psychological Research. 1998. V. 61. N 2. P. 99–106.
17. Wright R., Thompson W.L., Ganis G., Newcombe N.S., Kosslyn S.M. Training generalized spatial skills // Psychonomic Bulletin and Review. 2008. V. 15. N 4. P. 763–771. doi: 10.3758/PBR.15.4.763
18. Шелепин Ю.Е., Чихман В.Н., Вахрамеева О.А., Пронин С.В., Фореман Н., Пэсмор П. Инвариантность зрительного восприятия // Экспериментальная психология. 2008. Т. 1. № 1. С. 7–33.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License