stringtranslate.com

Камера оперантного кондиционирования

Ящик Скиннера

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.

Имя

Студенты, использующие ящик Скиннера

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]

История

Старый черно-белый рисунок коробки-головоломки, которую использовал Эдвард Торндайк. Коробка похожа на клетку с отверстием спереди. Передняя дверца соединена с проводкой, которая соединяется с рычагом.
Оригинальная коробка-головоломка, разработанная Эдвардом Торндайком

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]

Цель

Крыса нажимает кнопку в камере оперантного обусловливания.

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 .

Структура

Слева два механизма, включающие два рычага и световые сигналы. Над коробкой находится источник света и динамик, а внизу — электрифицированный пол.

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.

Голубь клюет один из четырех источников света, который соответствует представленным цветным стимулам. Он правильно клюет желтый свет (ему показали желтое изображение) и, следовательно, вознаграждается пищевыми гранулами.
Голубь, правильно реагирующий на раздражители, вознаграждается гранулами корма.

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]

Влияние исследования

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.

Коммерческое применение

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]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Карлсон Н. Р. (2009). Психология — наука о поведении. США: Pearson Education Canada; 4-е издание. стр. 207. ISBN 978-0-205-64524-4.
  2. ^ ab Krebs JR (1983). "Поведение животных. От ящика Скиннера до поля". Nature . 304 (5922): 117. Bibcode :1983Natur.304..117K. doi : 10.1038/304117a0 . PMID  6866102. S2CID  5360836.
  3. ^ Schacter DL, Gilbert DT, Wegner DM, Nock MK (2 января 2014 г.). «BF Skinner: The Role of Reinforcement and Punishment». Психология (3-е изд.). Macmillan. С. 278–80. ISBN 978-1-4641-5528-4.
  4. ^ Каздин А (2000). Энциклопедия психологии, т. 5. Американская психологическая ассоциация.
  5. ^ abc Sakagami T, Lattal KA (май 2016 г.). «Другой ботинок: ранняя оперантная камера обусловливания для голубей». The Behavior Analyst . 39 (1): 25–39. doi :10.1007/s40614-016-0055-8. PMC 4883506. PMID 27606188  . 
  6. ^ Скиннер Б.Ф. (1959). Совокупный отчет (ред. 1999 г.). Кембридж, Массачусетс: Фонд Б.Ф. Скиннера. стр. 620.
  7. ^ Скиннер Б. Ф. (1983). Вопрос последствий . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Alfred A. Knopf, Inc., стр. 116, 164.
  8. ^ Грей П. (2007). Психология . Нью-Йорк: Worth Publishers. С. 108–109.
  9. ^ ab "Эдвард Торндайк – Закон эффекта | Simply Psychology". www.simplypsychology.org . Получено 14 ноября 2021 г. .
  10. ^ abc Schlinger H (17 января 2021 г.). «Влияние науки оперантного обучения Б. Ф. Скиннера на исследования, теорию, лечение и уход за детьми младшего возраста». Развитие и уход за детьми младшего возраста . 191 (7–8): 1089–1106. doi : 10.1080/03004430.2020.1855155. S2CID  234206521 – через Routledge.
  11. ^ ab Brembs B (декабрь 2003 г.). «Оперантное обусловливание у беспозвоночных» (PDF) . Current Opinion in Neurobiology . 13 (6): 710–717. doi :10.1016/j.conb.2003.10.002. PMID  14662373. S2CID  2385291.
  12. ^ Фернандес-Ламо I, Дельгадо-Гарсия JM, Груарт A (март 2018 г.). «Когда и где происходит обучение: мультисинаптические изменения силы во время различных форм поведения, связанных с освоением задачи оперантного обусловливания у крыс, ведущих себя». Кора головного мозга . 28 (3): 1011–1023. doi : 10.1093/cercor/bhx011 . PMID  28199479.
  13. ^ Джексон К, Хакенберг ТД (июль 1996 г.). «Подкрепление токенами, выбор и самоконтроль у голубей». Журнал экспериментального анализа поведения . 66 (1): 29–49. doi :10.1901/jeab.1996.66-29. PMC 1284552. PMID  8755699 . 
  14. ^ Craighead, W. Edward; Nemeroff, Charles B., ред. (2004). Краткая энциклопедия психологии и поведенческой науки Корсини, 3-е изд . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., стр. 803. ISBN 0-471-22036-1.
  15. ^ Shrestha P (17 ноября 2017 г.). «Оперантное обусловливание». Psychestudy . Получено 14 ноября 2021 г.
  16. ^ Hopson, J. (апрель 2001 г.). «Поведенческий игровой дизайн». Gamasutra . Получено 27 апреля 2019 г. .
  17. ^ Coon D (2005). Психология: модульный подход к разуму и поведению. Thomson Wadsworth. стр. 278–279. ISBN 0-534-60593-1.
  18. ^ «Наука, стоящая за этими приложениями, которые вы не можете перестать использовать». Australian Financial Review . 7 октября 2016 г. Получено 23 января 2024 г.
  19. ^ «Ученые, которые делают приложения захватывающими». The Economist . ISSN  0013-0613 . Получено 23 января 2024 г.
  20. ^ Томпсон А. (6 мая 2015 г.). «Игровые автоматы усовершенствовали захватывающие игры. Теперь технологии хотят их трюки». The Verge .

Внешние ссылки