Universität zu Köln :: Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Hauptseminar WS 05/06 :: Semantic Web :: Prof. Dr. Manfred Thaller Bernard Favre-Bulle (2001): Information und Zusammenhang: Informationsfluß in Prozessen der Wahrnehmung, des Denkens und der Kommunikation, Wien et al.: Springer. Birgitta Burger 1.12.05

Einleitendes „Der Leser erfährt, wie Information tatsächlich funktioniert – wie wir sie verarbeiten, welche Mechanismen sie steuern und welch grundlegende Rolle der Zusammenhang dabei spielt.“ (Klappentext) Information: Interdisziplinäre Behandlung durch Informationswissenschaft, Neuro-wissenschaft, Kognitionswissenschaft und Sprachwissenschaft

Gliederung Bild: Kapitel-Gliederung Kap. 2 Kap. 7 Kap. 3 Kap. 4 Kap. 6

Information Kapitel 2

Was ist Information? Lat.: In Form bringen, Bildung Wort / Zeichen keine Information, sondern löst beim kognitiven System (Mensch, Tier, Computer) Informationsfluss durch Wahrnehmungsprozess aus Information: Ergebnis eines Interpretationsprozesses einer Nachricht durch kognitives System im Kontext Information nie absolut: Bedeutung je nach Kontext anders; Vorwissen wichtig (Relativität) zwei wichtige Paradigmen für Information 1. nachrichtentechnisches Informationsparadigma 2. semantisches Informationsparadigma

Nachrichtentechnisches IP Shannon: mathematische Informationstheorie Maximale Informationsübertragungsrate und Optimierung der Nachrichtenverschlüsselung (Effizienz steigern, Störeinflüsse mindern) Unsicherheit: Empfänger weiß nicht, welches Symbol als nächstes kommt; Mathematische Wahrscheinlichkeitsgröße: Entropie Aufhebung dieser Unsicherheit  Information Symbolinhalt, -bedeutung nicht relevant!

Sender – Empfänger - Modell Kommunikationsprozess: Informationsflüsse erzeugen, senden, übertragen, empfangen und interpretieren Bild: Sender-Empfänger Ideal: Empfänger bekommt alles vom Sender übermittelt – selten! Problem: Sender weiß nicht, ob ankommt, was er will Abhilfe: bessere Technik (digital, redundante Codes (Fehlerkorrektur mindert Leistung), Rückbestätigung)

Semantisches IP Inhalt der Information  Bedeutung Dretske Semiotik: Struktur der Zeichen selbst, ihrer Kombinierbarkeit und ihrer Funktion als Elemente im Kommunikationsprozess (Peirce, Morris; Eco, ...) Situationstheorie: mathematische Theorie von Information und Bedeutung; Modellierung von Objekten und ihren Beziehungen in sog. Situationen (Barwise, Perry; Devlin)

Konnektionistische Modelle Kapitel 3

Konnektionistische Modelle Modellierung von kognitiven Strukturen und Funktionen durch große vernetzte Parallelsysteme Da Gehirn aber noch viel zu wenig erforscht (bes. Denken und Handeln): Modellierung durch Künstliche Neuronale Netze

Künstliches Neuron Bild: KNN-Einheit Bild: künstliches Neuron/Einheit

Semantische Netze vernetztes Wissen in Graphendarstellung Knoten: Objekte, Kanten: Eigenschaften, Beziehungen  Zusammenhänge „Die schwarze Katze frisst die graue Maus.“

KNN dazu In KNN umwandeln: Knoten = Neurone, Kanten = Eigen-schaftsneurone, Bindeneurone Schnell unübersichtlich, daher Cluster bilden  Konzeptknoten

Wissen Kapitel 4

Was ist Wissen? Buch transportiert Wissen, kognitiver Agent hat Wissen: Erzeugung von Wissen durch: klare und sichere Wahrnehmung einer Sache (z.B. externe Sinneswahrnehmung) Lernen, Interpretation Praktische Erfahrung: Üben (z.B. Programmieren) Kenntnis von Fakten und Vertrautheit mit ihnen: wiederholte Konfrontation in verschiedenen Zusammenhängen, auch unbewusst Kompetenz

Was ist Wissen? gilt auch für künstliche Agenten, z.B. Wissensbasen, die sich autonom Wissen aneignen (Wissensrepräsentation) Wissen immer innerhalb eines kognitiven Systems und daran gebunden prägt Verhaltensweisen, bildet Kontexte

Wissensrepräsentation Symbolsysteme Computer, künstliche Wissensbasis, Expertensystem Gehirn? (vermutlich nicht) Wissen explizit, nicht tief in neuronaler Struktur eingebettet Systeme bislang nicht leistungsfähig genug konnektionistische Systeme für praktikable Lösungen nicht weit genug entwickelt  Fortschritte durch parallele Verarbeitung erhofft vorhandenes Wissen aktiv einbringen, Schlussfolge-rungen ziehen, neue Strukturen/Wissen bilden neue verbindende, hybride Ansätze

Wahrnehmung und Denken Kapitel 5

Kognition(swissenschaft) Wahrnehmungs-, Denk- und Erkenntnis-vorgänge (vorstellen, erinnern, verarbeiten, interpretieren, lernen, speichern von Wissen) Bild: Disziplinen Kognitionswissenschaft Bild: Disziplinen

Paradigmen und Modelle Paradigma Vorlage, Muster für Problemanalyse, Grundstruktur bestimmt Aussehen des Modells Modellbildung (Nachbildung) um Einsichten in menschliche und künstliche Systeme zu erhalten Abstraktion, Annäherung an Wirklichkeit, Anschaulichkeit, Vereinfachung Wechselwirkungen mit anderen Systemen und Umwelt

Wahrnehmung Filterung relevanter von nichtrelevanter Information (Fokus, Vordergrund, Hintergrund) Erkennen = Wahrnehmungsprozess kognitive Sensoren (Augen, Ohren, Haut...) interne Repräsentation der einfließenden Rohdaten (Wiedererkennung, Neuerfassung der Muster) die höheren Wahrnehmungsvorgänge ermöglichen dem Gehirn, Informationen über erkanntes Objekt zu erhalten (Interpretation, kontextuelle Einbettung in Weltwissen, Gedächtnis, ...)

Denken intellektuelle Fähigkeit gedankliches Umherschweifen, unbewusstes Assozieren zielorientiertes Problemlösen (Teilprobleme, schrittweises lösen) deduktives Schließen: Folgerungen mit Gewissheit aus Prämissen ableitbar Induktives Schließen: Folgerungen, die nur mit gewisser Wahrscheinlichkeit zutreffen Kreativität und Innovation: Grenzüberschreitung

Kontext Kapitel 6

Kontext informationeller Hintergrund (gemeinsames Wissen) nötig für Wahrnehmung, Kommunikation, Planung, Entscheidungen ... Ohne Kontext wäre Zusammenwirken von einzelnen Einheiten nicht verständlich Vereinfacht bei der Interpretation von Information durch kognitive Agenten gilt: Information + Kontext = Bedeutung

Kontext besonders wichtig, wo Informationslage entweder zu klein (zusätzliche Hintergrund-infos) oder zu groß (Filterkriterien) kultureller und emotionaler Kontext Effekte durch Kontext: z.B. Dinge missverstehen Gehirn kann über Kontext hinweg abstrahieren

Sprache Kapitel 7

Sprache Funktion, Struktur und Eigenschaft der Sprache in Hinblick auf Information und Kontext untersuchen Sprache funktioniert über Struktur und Regeln  Grammatik: Standardisierung auf konzeptioneller und formaler Ebene, um miteinander zu kommunizieren, aber flexibel für unbegrenzte Ausdrucksmöglichkeiten Semantik: Inhalt und Bedeutung nicht absolut (Mehrdeutigkeiten, Ungenauigkeiten)  Kontext kulturell geprägte Denkschemata  sprachliche Strukturen

Bild: Merkmale von Sprache

Ich sehe was, was Du nicht siehst. „Find the Milkmaid Ich sehe was, was Du nicht siehst! „Find the Milkmaid.“ Bild: Schüttelbild Milchmädchen

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