用于嬰兒學習的機器人模型顯示身體姿勢可能影響記憶和學習

印第安納大學的認知科學家和合作者發現，在獲取新知識的早期階段，姿勢至關重要。

該研究由IU布盧明頓藝術與科學學院心理與腦科學系教授Linda Smith與來自英國的機器人專家和威斯康星大學麥迪遜分校的發展心理學家合作進行，提供了一種新方法研究“認知對象”的方式，如物體的文字或記憶，與身體的位置聯系在一起。

史密斯說：“這項研究表明，身體在早期的對象名稱學習中發揮作用，以及幼兒如何利用身體在太空中的位置來聯系思想。” “為嬰兒學習創建一個機器人模型對年輕人的大腦如何運作具有深遠的影響。”

研究“影響機器人和嬰兒如何將詞語映射到對象”的研究發表在PLOS ONE上，這是一篇開放獲取，同行評審的在線期刊。

通過使用機器人和嬰兒，研究人員檢查了身體在大腦中將名稱“映射”到物體的能力所起的作用。他們發現，身體的姿勢和與物體的空間關系作為物體名稱的一致性被顯示出來并且大聲說出對于成功地將名稱連接到物體至關重要。

新的見解源于表觀遺傳機器人領域，研究人員正致力于通過與環境的互動，創造像兒童一樣學習和發展的機器人。莫爾斯將史密斯早期的研究應用于創造一種學習機器人，其中認知過程從其身體的物理約束和能力中產生。

“許多研究表明，記憶與物體的位置緊密相關，”史密斯說。“然而，沒有人表明身體姿勢起作用或者，如果你轉移身體，你可能會忘記。”

為了得出這些結論，該研究的作者首先進行了一系列實驗，首先是莫爾斯的機器人，它們被編程為通過與姿勢共享關聯將物體的名稱映射到物體，然后是12至18個月的兒童。

在一個實驗中，首先向機器人顯示位于其左側的物體，然后是右側的不同物體; 然后重復該過程幾次以在對象和機器人的兩個姿勢之間創建關聯。然后，在沒有對象的情況下，機器人的視圖被定向到左側對象的位置，并且給出了從先前查看對象引出相同姿勢的命令。然后將兩個對象呈現在相同的位置而沒有命名，之后兩個對象在不同的??位置呈現，因為它們的名稱被重復。這導致機器人轉向并伸向現在與名稱相關聯的對象。

在20次重復實驗期間，機器人始終指示物體與其名稱之間的連接。但是在后續測試中，目標和另一個對象被放置在兩個位置 - 以便不與特定姿勢相關聯 - 機器人無法識別目標對象。當與嬰兒一起復制時，結果只有輕微的差異：嬰兒數據，如機器人的數據，暗示了姿勢在將名稱與對象連接方面的作用。

“這些實驗可能提供了一種新方法來研究認知與身體相關的方式，以及新的證據表明心理實體，如思想，文字和物體的表現，似乎沒有空間或身體成分，首先采取通過周圍世界的身體空間關系塑造，“史密斯說。

史密斯的研究長期以來一直致力于創造一種理解認知的框架，這種框架不同于傳統觀點，傳統觀點將物理行為(如處理物體或爬山)與認知行為(如學習語言或下棋)區分開來。

她補充說，需要進一步的研究來確定這項研究的結果是僅適用于嬰兒，還是更廣泛地適用于大腦，身體和記憶之間的關系。該研究還可能為發育障礙的研究提供新的方法，其中運動協調和認知發展的困難已被充分記錄，但知之甚少。