Камера оперантного обусловливания (также известная как ящик Скиннера ) — это лабораторный аппарат , используемый для изучения поведения животных . Камера оперантного обусловливания была создана Б. Ф. Скиннером, когда он был аспирантом Гарвардского университета . Камеру можно использовать для изучения как оперантного обусловливания , так и классического обусловливания . [1] [2]
Скиннер создал камеру оперантного обусловливания как вариант коробки -головоломки , изначально созданной Эдвардом Торндайком . [3] Хотя ранние исследования Скиннера проводились с использованием крыс, позже он перешел к изучению голубей. [4] [5] Камера оперантного обусловливания может использоваться для наблюдения или манипулирования поведением. Животное помещается в коробку, где оно должно научиться активировать рычаги или реагировать на световые или звуковые стимулы для получения вознаграждения . Наградой может быть еда или удаление вредных стимулов, таких как громкий сигнал тревоги. Камера используется для проверки определенных гипотез в контролируемой обстановке.
Скиннер, как было отмечено, выразил свое отвращение к тому, чтобы стать эпонимом . [6] Считается, что Кларк Халл , психолог и студент Халла из Йельского университета, придумал выражение «коробка Скиннера». Скиннер сказал, что он сам не использовал этот термин; он зашел так далеко, что попросил Говарда Ханта использовать «коробка рычага» вместо «коробка Скиннера» в опубликованном документе. [7]
В 1898 году американский психолог Эдвард Торндайк предложил « закон эффекта », который лег в основу оперантного обусловливания. [8] Торндайк проводил эксперименты, чтобы выяснить, как кошки усваивают новое поведение. Его работа включала наблюдение за кошками, когда они пытались сбежать из ящиков-головоломок. Ящик-головоломка удерживал животных до тех пор, пока они не двигали рычаг или не выполняли действие, которое вызывало их освобождение. [9] Торндайк провел несколько испытаний и записал время, которое им требовалось для выполнения действий, необходимых для побега. Он обнаружил, что кошки, по-видимому, учились методом проб и ошибок, а не путем проницательного изучения своего окружения. Животные узнавали, что их действия приводят к эффекту, а тип эффекта влиял на то, будет ли поведение повторяться. «Закон эффекта» Торндайка содержал основные элементы того, что станет известно как оперантное обусловливание . Б. Ф. Скиннер расширил существующую работу Торндайка. [9] Скиннер предположил, что если поведение сопровождается вознаграждением, то это поведение с большей вероятностью будет повторяться, но добавил, что если за ним следует какое-либо наказание, то оно с меньшей вероятностью будет повторяться. Он ввел слово «подкрепление» в закон эффекта Торндайка. [10] Благодаря своим экспериментам Скиннер открыл закон оперантного обучения , который включал угасание, наказание и обобщение. [10]
Скиннер спроектировал камеру оперантного обусловливания, чтобы обеспечить проверку конкретных гипотез и поведенческое наблюдение. Он хотел создать способ наблюдения за животными в более контролируемой обстановке, поскольку наблюдение за поведением в природе может быть непредсказуемым. [2]
Камера оперантного обусловливания позволяет исследователям изучать поведение животных и реакцию на обусловливание . Они делают это, обучая животное выполнять определенные действия (например, нажатие рычага) в ответ на определенные стимулы. Когда выполняется правильное действие, животное получает положительное подкрепление в виде пищи или другого вознаграждения. В некоторых случаях камера может обеспечивать положительное наказание, чтобы препятствовать неправильным реакциям. Например, исследователи проверили реакцию некоторых беспозвоночных на оперантное обусловливание с помощью «теплового ящика». [11] У ящика есть две стенки, используемые для манипуляции; одна стенка может подвергаться изменению температуры, а другая — нет. Как только беспозвоночное переходит на сторону, которая может подвергаться изменению температуры, исследователь увеличивает температуру. В конечном итоге беспозвоночное будет обусловлено оставаться на стороне, которая не подвергается изменению температуры. После кондиционирования, даже если температура установлена на минимальное значение, беспозвоночное будет избегать этой стороны ящика. [11]
Исследования Скиннера на голубях включали ряд рычагов. При нажатии на рычаг голубь получал пищевое вознаграждение. [5] Это усложнялось, поскольку исследователи изучали поведение животных при обучении. Голубя помещали в камеру кондиционирования, а другого помещали в соседнюю коробку, отделенную стеной из плексигласа . Голубь в камере учился нажимать рычаг, чтобы получать еду, пока другой голубь наблюдал. Затем голубей меняли, и исследователи наблюдали за ними на предмет признаков культурного обучения .
Внешняя оболочка камеры оперантного обусловливания представляет собой большую коробку, достаточно большую, чтобы легко вместить животное, используемое в качестве субъекта. Обычно используемые животные включают грызунов (обычно лабораторных крыс ), голубей и приматов . Камера часто звуко- и светонепроницаема, чтобы избежать отвлекающих стимулов.
Камеры оперантного обусловливания имеют по крайней мере один механизм реагирования, который может автоматически определять возникновение поведенческой реакции или действия (например, клевание , нажатие, толкание и т. д.). Это может быть рычаг или серия лампочек, на которые животное будет реагировать при наличии стимула . Типичными механизмами для приматов и крыс являются рычаги реагирования; если субъект нажимает на рычаг, противоположный конец замыкает переключатель, который контролируется компьютером или другим запрограммированным устройством. [12] Типичными механизмами для голубей и других птиц являются ключи реагирования с переключателем, который замыкается, если птица клюет ключ с достаточной силой . [5] Другим минимальным требованием к камере оперантного обусловливания является то, что она имеет средство доставки первичного подкрепления, такого как пищевое вознаграждение.
Простая конфигурация, например, один механизм реагирования и один фидер, может использоваться для исследования различных психологических явлений . Современные камеры оперантного обусловливания могут иметь несколько механизмов, например, несколько рычагов реагирования, два или более фидера и множество устройств, способных генерировать различные стимулы, включая свет, звуки, музыку, фигуры и рисунки. Некоторые конфигурации используют ЖК- панель для компьютерной генерации различных визуальных стимулов или набор светодиодных лампочек для создания узоров, которые они хотят воспроизвести. [13]
Некоторые камеры оперантного обусловливания могут также иметь электрифицированные сети или полы, чтобы можно было давать животным удары током в качестве положительного наказания , или свет разных цветов, который дает информацию о том, когда доступна еда, в качестве положительного подкрепления . [14]
Камеры оперантного обусловливания стали обычным явлением в различных исследовательских дисциплинах, особенно в обучении животных. Конструкция камер позволяет легко контролировать животное и обеспечивает пространство для манипулирования определенным поведением. Эта контролируемая среда может позволить проводить исследования и эксперименты, которые невозможно выполнить в полевых условиях.
Существует множество приложений для оперантного обусловливания. Например, на формирование поведения ребенка влияют комплименты, комментарии, одобрение и неодобрение поведения человека. [15] Важным фактором оперантного обусловливания является его способность объяснять обучение в реальных жизненных ситуациях. С раннего возраста родители воспитывают поведение своих детей, используя вознаграждение и похвалу после достижения (ползание или первый шаг), что закрепляет такое поведение. Когда ребенок плохо себя ведет, наказание в форме словесного порицания или лишения привилегий используется, чтобы отговорить его от повторения своих действий.
Исследования Скиннера животных и их поведения заложили основу, необходимую для аналогичных исследований на людях. Основываясь на его работе, психологи развития смогли изучить эффект положительного и отрицательного подкрепления . Скиннер обнаружил, что окружающая среда влияет на поведение, и когда эта среда подвергается манипуляциям, поведение меняется. Исходя из этого, психологи развития предложили теории оперантного обучения у детей. Это исследование было применено к образованию и лечению болезней у маленьких детей. [10] Теория оперантного обусловливания Скиннера сыграла ключевую роль в том, чтобы помочь психологам понять, как усваивается поведение. Она объясняет, почему подкрепление может быть так эффективно использовано в процессе обучения, и как графики подкрепления могут влиять на результат обусловливания.
Игровые автоматы , онлайн-игры и приложения для знакомств являются примерами того, как сложные оперантные графики подкрепления используются для подкрепления определенного поведения. [16] [17] [18] [19]
Геймификация , метод использования элементов игрового дизайна в неигровых контекстах, также описывается как использование оперантного обусловливания и других поведенческих методов для поощрения желаемого поведения пользователя. [20]