情境认知理论对于人工智能研究的启示

付佳雯

(辽宁师范大学 计算机与信息技术学院，辽宁 大连 116000)

摘要: 本文依据情境认知理论的认识和发展，将其与人工智能结合，探讨交互式人工智能的未来，一期说明情境认知理论对人工智能研究方面的启发。

关键词: 情境认知理论；人工智能

1 情境认知理论

1.1 来源和产生基础

情境认知理论出现于20世纪80年代，由杜威、维果斯基、列昂节夫等研究专家研究得到，其观点认为，认知过程是由情境建构、指导和支持的，个体的心理活动通常在情境中进行。

皮亚杰提出了“认知结构说”；维果斯基提出了“文化历史发展理论”；斯滕伯格和卡茨等人将主动性作为建构认知结构的主要部分；很多研究使得建构主义理论得到完善和发展。而情境认知理论则是在建构主义之上的发展，以深刻广泛的理论基础超越、深化了传统的心理学理论，完善了对政治学、社会学、教育学等相关领域理论知识。^[1]

建构主义是融合心理学和哲学，是关于知识与学习的理论。构建主义的主要观点认为“知识不是被动接受的，而是人之主体积极构建的。”这是由格拉斯菲尔德提出的，被作为建构主义管的最基本原则，任何满足这个观点的观点都可以被认为成“轻微的建构主义”。该观点认为知识不是被动接受的，不是由老师向学生传递，而是学习者主动建设知识体系的过程。学习是在学习者先前的知识和经验基础上，在社会文化背景的影响下，主动的形成自己的知识体系。

1.2 情境认知理论

情境认知理论最开始仅关注有意识的思考和推理，忽视文化和社会的情境影响和关系。因此，研究学家尝试将人工智能、神经联结主义、心理学、逻辑推理和语言学相结合，将关注的要点从个人转到了个人和环境。在情境认知学习理论中，知识是在社会环境的基础上获得的，是学者和环境接触交互的过程，不再是抽象的对象。

今年以来相关部门的整治规范，改变着短视频领域泥沙俱下的局面。“土味视频”的流行，也是用户选择的结果。美貌、猎奇、搞怪或许能博得一时眼球，但只有真实的生活才活力长久。有人下了夜班，看到地铁站外台阶上整齐排列着的咖啡罐，感悟着城市夜归人的活力；有人直播农村收秋，金黄的颜色染遍乡间小院，炖煮新粮的大柴锅热气腾腾，一粥一饭都特有滋味……正像观察者所说：“这种生命力与生活贴得那么近，他们很少抱怨，能为搬一天砖得到的一百块钱而满足，为钓到了江里的一条大鱼而雀跃，为每个生活中的小惊喜感动。”从亿万普通人分享的多彩生活中，你能清晰感受到顽强的生命力——那种发自内心的对生活的热情，令人感动。

1.3 情境认知理论特征与观点

(2)经验，和做过的事情有关；

基于以上，李航主任对未来充满了信心，提出“希望我们能拥有这样的智能系统，能够帮助我们智能的管理信息和知识。”其实从已有的系统中，经过加入语言处理模块，中央处理模块，拥有短期记忆，长期记忆，能够“阅读”大量结构化和非结构化的数据，其中非结构化数据为文本、网页；结构化为知识库、数据库。在学习过程中，它能够自动地去处理大量的数据，产生信息和知识，然后把这些东西放到长期记忆中去，同时能够学习语言“理解”，能够进行知识回答。在实际应用中，如果用户有什么问题，都可以通过自然语言的形式为这个系统，系统能够自动回答。这个系统可以不断积累信息和实用知识，当用户用自然语言问这个系统问题的时候，系统能够准确的回答问题，把知识和信息提供给用户。理想的情况，这些系统几乎全是自动地、端到端地构建起来。

(1)情境决定认知本质，情境是所有认知活动的前提；

(2)情境的实践活动是知识，是个体和环境通过交互构建的一种状态，是人类通过协调自己的行为、状态来适应外界环境变化发展的过程。

(3)自然界的认知，是体现人类认知能力和局限的前提。^[2]

推荐理由:名为作家的人，总能以有别于常人的视角来理解世界。欧洲文学奇才朱利安·巴恩斯，以一个看似平凡实则不凡的女性的一生，勾连起了从二战到新千年，整个动荡二十世纪英国社会的精神变迁。不断有力又踏实地叩问人生的终极话题：究竟何为勇敢，惧怕死亡是否就是怯懦？作者视角特别匠心独具，处理沉重话题，却笔意风趣。

2 基于情境认知理论对人工智能的启发

2.1 对传统的人工智能的认识

传统的人工智能认为智能是能够独立于外界环境可以独立存在研究科学的执行历程，其忽略了周围环境对研究历程的影响。从情境认知理论的视角看，人工智能的研究与应用不单单在实验室中进行，更需要研究人类和环境之间的关系和相互影响作用，进而突破人工智能的瓶颈，继续发展。

传统的人工智能技术在逻辑推理、智能芯片、自我学习、智能诊断癌症等方面取得成就。但是，由于我们对人脑的神经网络不能完全掌握，只从逻辑、推理这些角度入手，使得人工智能技术的发展逐渐进入瓶颈期。

过去的几十年，人工智能的研究停留在了其子领域中，如知识方式的表征、自然语言的处理、专家系统的初步实现，并没有在整体上对人工智能进行提升。困境产生的根本原因在于科学家们认为人工智能理论是“离身心智论”，认为智能是单纯的逻辑、计算等基于准确数据的技术，忽略了其与相关领域知识的关系和不同领域之间知识的联系。

4）训练方式、手段及步骤：可采取小组合作的方式进行，尽量由学生自行选择方言区接近的同伴作为组员，组队之后可针对相关内容进行训练。组内成员在做介绍时，可将同一方言区的学生安排在一组，同一方言区的学生会有地域自豪感，在进行自我介绍时可联系自己家乡进行阐述。教师可根据学生表达内容，采用“因地施教”的教学方法，进行内容的讲解。

2.2 现代人工智能的研究情况

人工智能领域在模式识别、感知和复杂情况中处理问题的决策能力较弱，通过科学家们依据近些年人工智能研究领域的经验，推断出由于我们最开始就认为人工智能就是可以很灵活地计算已知的准确数字，并没有考虑到未知的输入和决策的选择问题，导致我们进入了研究困境。

早期的人工智能在逻辑推理、自然语言理解、符号处理等方面取得了巨大成就，如AlphaGo击败世界围棋、特斯拉Autopilot将血栓病人送到医院、Swarm人工智能预测肯塔基赛马结果、微软的人工智能语言理解系统能力超过人类、人工智能预测美国大选结果和人工智能诊断癌症。这些炫酷的成就值得我们骄傲，但在人工智能发展方面，我们遇到了障碍。

2.3 基于情境认知理论的人工智能

在2017年的全球人工智能技术大会上，充分展现了“交叉、融合、相生、共赢、汇聚”的思想，对深度学习、长期记忆、风险决策、人脑剖析、云科技、智能金融分析进行了十分详细的讲解，并讲述了各方面的发展对于我国各行各业深入的发展和影响。

大学教学要想达成提高学生基本素质，培养创新人才，实现大学生优质发展的目标，首先要求高校教师转变教学观与课程观，尊重学生主体地位，注重教师和学生之间的交流与合作。把握教师教学观与课程观转变的趋向及其与高校课堂教学发展的关系。这对于大学教学改革的推进有着积极的意义。

(3)对特定场景提出解决问题方案则为深度交互。

当今，我们每个人脑中都有知识，但是如果让每个人不接触任何外部人、环境、事物，自己发现挖掘信息、知识，这是比较困难的。因此，我们得到了一个结论：“我们的大量知识和信息都是通过和外界的交互得到的。”

情境认知学习理论的观点有：

小i机器人研究院常务副院长陈成才提出了“智能交互开启未来”的想法，并对此进行了演讲。主要包括三个层次：

6.正确处理主体骨干工程与配套工程的关系。除规划好电厂本身的总体布置外，应特别重视建厂的外部条件（煤、灰、水、运输、出线环保、生活服务设施等）的规划，使主体骨干工程与配套工程同步进行规划和设计。

3 交互式人工智能的未来

李航主任的演讲中提到的知识获得方式，其实都是基于情境认知理论，其中提到的从外界得到的知识和信息就是情境。这些想法对我国人工智能的发展必然会带来深远的影响。

电动汽车是电力负荷的重要组成部分，电动汽车充电具有间歇性、随机性等特点，电动汽车大规模或集中接入电网将对电网的稳定运行造成一定的影响[1-3]，许多研究人员对此做了大量的研究，文献[4]对电动汽车的充放电特性进行了研究，并综述了电动汽车充放电对电网的影响，文献[5]研究了电动汽车对电网的影响因素，也综述了电动汽车充电对电网了影响。

(1)对简单的问题进行基础交互；

(2)对某领域专业词汇或方式采用领域交互；

其中，在华为诺亚方舟实验室主任李航基于记忆是人工智能未来发展方向的演讲：“人工智能的未来——记忆、知识与语言”报告中，提到我们很熟悉和清楚的是，我们每个人的得到的信息和知识，大部分都是在学校，在工作通过从他人或者环境中学习得到。大部分人都知道高温可以消毒，这件事可能在人们的日常生活中会偶然发现到，但真正的公布于世，是在19世纪，巴斯德发现这个现象，并将其作为知识传播给广大民众，这个“高温可以杀菌”的常识就这样普及了。

知识的获取主要是通过：

(1)进化，也就是说知识可以通过遗传来传承；

她的高烧退了一些，但仍然烫着，青辰继续给她煎药，喂药，喂米汤或者面汤，然后再给她擦洗四肢，一套忙活下来，大半天的时间便已过去。

在情境学习的方式下，其能够提供知识在真实世界中运用的氛围；提供真实的活动；提供专业的实践过程和模式，以多样化的角度和视野，将知识融会贯通。

(3)文化，通过学习、读书、受教育等方法，构建属于自己的知识体系。

其主要用途为：

水安全，包括防洪安全、水资源安全、水环境安全、水生态安全，是国家安全体系非常重要的组成部分。目前我国以水资源区域性短缺、水污染泛滥成灾、城市内涝频发为主要特征的水安全问题十分突出。为完善我国的水安全体系、提高水安全水平，应建立水量水质相结合的水权制度。

(1)聊天机器人；

(2)语音助手，成为智能个人助力；

(3)智能客服机器人。

图1 基于情境认知理论的人工智能体系基本结构图

4 总结

“知识到底是什么”，是书本上的字迹，人理解、表达的言语，还是在社会实践中展现的能力？这没有一个统一的定义和回答，需要人类不断地对周围事物、自己进行反思、考察，逐渐的接近知识的本质。从构建主义到情境认知理论，从认知主义到联结主义到神经网络，这些理论关键的发展和进步体现了人类对于，自身认知活动的理解到逐渐的提高、思考，进而从新的视角提出新的理论。让人工智能渗透到城市的方方面面，构建智慧城市，让“智慧助理”离我们越来越近。

正在无聊之际，在县城车站上班的表哥打电话给我，要我周日去找他玩，我高兴得跳了起来。虽说表哥比我大了十七岁，在一起的时间也少，可我们却玩得来。

参考文献:

[1]赫艳，张晓荣. 论情境认知与学习理论的学习迁移观[J]. 武汉冶金管理干部学院学报, 2018, 28(1)：52-54.

[2] 王文静. 情境认知与学习理论：对建构主义的发展[J]. 全球教育展望, 2005, 34(4)：56-59+33.

The enlightenment of situational cognition theory on artificial intelligence research

FU Jiawen

(School of Computer and Information Technology, Liaoning Normal University, Dalian 116000, China)

Abstract : Based on the understanding and development of situational cognition theory, this paper combines it with artificial intelligence to explore the future of interactive artificial intelligence. The first phase illustrates the enlightenment of situational cognition theory on artificial intelligence research.

Key words : situational cognition; artificial intelligence

收稿日期： 2019-02-17

文献引用格式： 付佳雯. 情境认知理论对于人工智能研究的启示[J]. 电声技术, 2019, 43(3):34-36.

FU J W. The enlightenment of situational cognition theory on artificial intelligence research[J]. Audio Engineering, 2019, 43(3):34-36.

中图分类号： TP18

文献标志码： A

DOI： 10.16311/j.audioe.2019.03.009

作者简介：

付佳雯( 1998—)， 本科，研究方向：人工智能。

责任编辑：辛美玉

收稿日期： 2019-02-03

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