KOGNITIVNÍ ASPEKTY IR

1. KOGNITIVNÍ ASPEKTY IR Mgr. Věra Pilecká Tel.: +420 251 080 380, +420 605 733 813 E-mail: Vera.Pilecka@ff.cuni.cz

2. Témata • Informační věda a kognitivní věda • definice IV a KV systém kognitivních věd, vědní obory se vztahem k IV a KV • Kognitivní aspekty vyhledávacího procesu • kognitivní přístupy v IV, kognitivní aspekty • Modely uživatele • mentální modely U, informační modely U Kognitivní aspekty IR

3. Informační věda - definice • VAŠE NÁVRHY? • TDKIV: • v nejširším pojetí je IV obecná věda o informaci (fyzikální, biologické, kulturní) • v užším významu věda interdisciplinárního charakteru zabývající se zákonitostmi procesů vzniku, zpracování, měření, kódování, ukládání, transformace, distribuce a recepce informací ve společnosti • cílem IV je zabezpečit a racionalizovat sociální informační a komunikační procesy Kognitivní aspekty IR

4. Kognitivní věda • kognitivní = poznávací, sdělný • definice transdisciplinární věda, která usiluje o pochopení procesu myšlení, učení a rozhodování. KV se opírá o výsledky výzkumů z oblasti neurofyziologie, biologie, psychologie, umělé inteligence, teorie informace, lingvistiky, antropologie a dalších vědních oblastí. Myšlení se snaží pochopit s využitím výpočetních procedur v pojmech tzv. reprezentujících struktur mysli, které na tyto struktury aplikují matematicko-statistické a jiné metody [TDKIV] • kořeny KV – 50. léta, podoba vědní disciplíny od 70. let Kognitivní aspekty IR

5. Kognitivní věda nebo kognitivní vědy? • kognitivní věda – tradiční termín v českém prostředí; zdůraznění sjednocujícího, transdisciplinárního trendu [Havel, 2000] • kognitivní vědy – tradiční v anglosaském prostředí (cognitive sciences), např. MIT Encyclopedia of Cognitive Sciences (MITECS), také na Slovensku • kognitivní vědy = vědy zabývající se lidským myšlením, vnímáním, vědomím - ovšem každá z jiného úhlu, z vlastní perspektivy, vlastními metodami a relativně nezávisle na ostatních vědách • kognitivní věda = transoborová disciplína, která se snaží tyto jednotlivé vědy integrovat a nahlížet na celou problematiku komplexně [Hoffman, 2004] Kognitivní aspekty IR

6. Obory a podobory KV [Havel, 2000] Kognitivní aspekty IR

7. Vývoj KV - kořeny • pokusy o pochopení lidské mysli a toho jak funguje • již doba helénistická (Platón, Aristotelés ad.) • racionalismus • navazuje na Platóna • k poznání lze dospět přemýšlením a usuzováním • v novověku nejvýznamnějšími představiteli Descartes a Leibnitz • empirismus • navazuje na Aristotela, který poznání odvozoval od pravidel získaných zkušeností • novověk - zejména Locke a Hume • Kant • 18. stol., snažil se o sjednocení racionalismu a empirismu • domníval se, že lidské poznání je výsledkem smyslové zkušenosti i vrozených schopností mysli Kognitivní aspekty IR

8. Novodobý vývoj KV • zkoumání mysli příslušelo pouze filozofům až do 19. stol. => experimentální psychologie • začala systematičtěji zkoumat mentální procesy • po několika desetiletích ji začal ovládat behaviorismus, který ve své podstatě existenci myšlení popíral; až do 50. let 20. století • 1956 – G. Miller – shrnutí studií • mentální reprezentace; k zakódování a dekódování informace jsou zapotřebí mentální procesy • založení výzkumu umělé inteligence - George Miller, John McCarthy, Marvin Minski, Allen Newell, Herbert Simon, Noam Chomsky = zakladatelé KV • vytvoření různých teorií mentální reprezentace[Thagard, 2001] Kognitivní aspekty IR

9. Metody KV • hlavní hypotéza KV: „myšlení lze nejlépe pochopit v pojmosloví reprezentujících struktur mysli, a v pojmosloví výpočetních procedur, které na těchto strukturách operují“ [Thagard, 2001] • přístupy založené na této hypotéze = CRUM – Computational-Representational Understanding of Mind (komputačně-reprezentativní uchopení mysli) • trojnásobná analogie – myšlení, mozek, počítač • modelování myšlení - 6 hl. přístupů – logika, pravidla, pojmy, představy, analogie, konekcionistické sítě Kognitivní aspekty IR

10. Praktické použití kognitivní vědy [Thagard, 2001, s. 151] Kognitivní aspekty IR

11. Vztah informační a kognitivní vědy [Ingwersen, 1992] Kognitivní aspekty IR

12. Aplikace KV v LIS [Hughes, Spurgin] Kognitivní aspekty IR

13. Vědní obory se vztahem k IV a KV • umělá inteligence • expertní systémy • neuronové sítě • human computer interaction • vztah HCI a IV • kognitivní psychologie • neurodisciplíny • filozofie • lingvistika • kognitivní antropologie • bioinformatika Kognitivní aspekty IR

14. Přístupy k problematice IR • Ingwersen: tři hlavní výzkumné přístupy • tradiční přístup • přístup zaměřený na uživatele • kognitivní přístup [Ingwersen, 1992, s. 58] viz tabulka • Steinerová: dvě základní teoretická paradigmata vyhledávání informací • tradiční, algoritmické, fyzikální paradigma • kognitivní, uživatelsky orientované paradigma • vymezuje dva vývojové typy IR: tradiční (konvenční) vyhledávání informací a inteligentní vyhledávání informací[Steinerová, 1998] Kognitivní aspekty IR

15. Všeobecný model vývojových typů IR [Steinerová, 1998, s. 28] Kognitivní aspekty IR

16. Kognitivní přístupy v IV • kognitivní paradigmata v LIS = přístupy inspirované kognitivní psychologií a kognitivní vědou • pol. 80. let 20. stol. – „cognitive turn“ • názor, že psychologické studium lidského zpracování informací může tvořit základ informačních studií • pracuje při modelování uživatele s individuálním uživatelem nebo s abstraktními modely platnými pro všechny uživatele Kognitivní aspekty IR

17. Představitelé a kritici kognitivního hlediska • představitelé: De Mey, Ingwersen, Järvelin, Jörgensen • kritici: Frohmann, Hjørland, Palermitiová a Politiová, Taljaová • kritika: • kognitivní hledisko je v zásadě teorie jak jedinci zpracovávají informace, neposkytuje žádné konkrétní a jasné řešení otázky jak chápat (konceptualizovat) a studovat socio-kulturní kontext informačních procesů [Talja, 1997, cit. dle Hjørland, 2005] • Hjørland tvrdí, že sociologicky orientované přístupy (včetně bibliometrie) jsou ve srovnání s kognitivním pohledem mnohem plodnější Kognitivní aspekty IR

18. Modely kognitivního vyhledávání informací • přínos kognitivního přístupu – U se již nezkoumají jako skupina, ale jako jednotlivci a to v širších souvislostech (kontextu) • kognitivní stav U • kognitivní modely (IR aktivit nebo informačních systémů) - modely znázorňující vliv a vztahy znalostních (kognitivních) struktur, zúčastněných v přenosu informací a IR interakci nebo které jsou začleněny do vyhledávacích systémů nebo prostředků/zprostředkovatelů Kognitivní aspekty IR

19. Ingwersenovy modely • teoretický model MEDIATOR(1992) - koncipován jako automatizovaný prostředník, který modeluje na jedné straně profil U a na druhé straně profil vyhl. systémů; velký důraz kladen na zprostředkující mechanismus • Souhrnný model interakcí při vyhledávání informací(1996) - zprostředkující mechanizmus, informační prostor a kognitivní prostor; polyreprezentace • Holistický koncepční rámec(2004) – spojuje perspektivy a modely hledání a vyhledávání informací; epistemologicky založen na kognitivním hledisku, opírá se o prvky kognitivní teorie pro interaktivní vyhledávání informací (IIR) navržené Ingwersenem Kognitivní aspekty IR

20. Souhrnný model interakcí při vyhledávání [Škrna, 2002] Kognitivní aspekty IR

21. Obecný model kognitivního IS&R [Ingwersen, Järvelin, 2004] Kognitivní aspekty IR

22. Kognitivní aspekty (1) • aplikace kognitivních aspektů v LIS (tab.) • měření kognice pomocí kvantitativních i kvalitativních přístupů • kvantitativní - měření kognitivních schopností, kognitivního stylua kognitivního prostoru • kvalitativní měření kognice • zkoumání kognitivních aspektů • teorie Ingwersen, výzkumy např. Kim a Allen, uprostřed mezi teorií a výzkumem práce R. Todda Kognitivní aspekty IR

23. Kognitivní aspekty (2) • systémy zkoumající smyslové podněty • informační vizualizace (percepce informací zrakem) • systémy rozpoznávání řeči • hypertext • nelineární strukturování informací více odpovídá přirozenosti lidského myšlení • jazyk jako kognitivní proces • přirozený a umělý jazyk • problematika přirozeného jazyka v souvislosti s IR • zpracování přirozeného jazyka Kognitivní aspekty IR

24. Přirozený jazyk a IR • automatizované informační systémy - zpracování textů pomocí automatické indexace - výběru slov k indexování přímo z textu (X indexátor) • všechna slova nejsou stejně schopná popsat věcný obsah textu - negativní slovník (slovník stop-slov) • další důležité faktory (=> přiřazení váhy) • počet výskytů slova v daném textu • frekvence výskytu slova v textu vztažená k délce tohoto textu • poměr frekvence výskytu slova v daném textu a v ostatních textech, resp. v jazyce obecně • konkrétní poloha výskytu slova v textu • jazykové problémy snižující přesnost • polysémie, resp. homonymie, synonymie, víceznačnost • pomoc při jejich řešení - vhodně využitá metadata Kognitivní aspekty IR

25. Zpracování přirozeného jazyka • natural language processing, zkr. NLP • součást informační vědy, která pracuje s informacemi v přirozeném jazyce • původně natural language understading (NLU) S zcela dosahující parametrů NLU by měl být schopen: • parafrázovat vstupní text • přeložit text do jiného jazyka • zodpovědět otázky ohledně obsahu textu • vyvodit závěry z textu • nejčastější aplikace NLP • vyhledávání informací, výběr (extrakce) informací, zodpovídání otázek, sumarizace, strojový překlad, dialogové systémy Kognitivní aspekty IR

26. Modely uživatele • pozornost výzkumníků v dialogových systémech založených na umělé inteligenci • myšlenka mentálních modelů U spojena s kognitivním hlediskem v IV • kognitivní model jednotlivce • mentální model skutečnosti= základ (kognitivního) učení, vychází z kódování skutečnosti v paměti; struktury poznatků, které si lidé vytvářejí za účelem pochopení a vysvětlení svých zkušeností • jejich poznání hraje důležitou úlohu při koncipování textových a obrazových bází dat a jejich vztahu k metodám vyhledávání Kognitivní aspekty IR

27. Informační modely uživatele • informační modelování - praktická aplikace systémové analýzy a datové analýzy,  cílem je navrhnout určitý systém na zpracování údajů; jde o vyjádření konceptuálních struktur, které mají být zobrazeny v novém informačním systému • příklady využití inf. modelování • expertní systém I3R (Inteligent Interface for Information Retrieval) • model MONSTRAT (MOdular functions based on Natural information processes for STRATegic problem treatment) • modely J. Steinerové Kognitivní aspekty IR

28. činnostní informace konání sociální úroveň objektivní informace psychická úroveň subjektivní informace poznání hodnocení fyzická úroveň bytí strukturní informace Informační model člověka v individuálním průřezovém pohledu [Steinerová, 2000, s. 36] Kognitivní aspekty IR

29. činnostní informace interakce sociální úroveň objektivní informace psychická úroveň subjektivní informace komunikace motivace fyzická úroveň organizace strukturní informace Informační model člověka v sociálním náhledu [Steinerová, 2000, s. 37] Kognitivní aspekty IR

30. Použité zdroje (1) • HAVEL, Ivan M. Věda o duši. Vesmír. 2000, roč. 79, č. 7, s. 363. ISSN 0042-4544. • HJØRLAND, Birger. Core Concepts in Library and Information Science (LIS) [online]. c2005 [cit. 2006-03-20]. Dostupné z www: <http://www.db.dk/bh/Core%20Concepts%20in%20LIS/home.htm>. • HOFFMANN, Matěj. Kognitivní věda z pohledu struktury vědeckých revolucí T. S. Kuhna [online]. 2004 [cit. 2006-02-15]. Dostupné z WWW: <http://www.cts.cuni.cz/new/index.php?Loc=ste&m=16&file=club_works.html&Lng=1>. • HUGHES, Antony; SPURGIN, Kristina. The Cognitive Perspective in Information Science Research [online prezentace ve formátu .ppt]. [cit.2006-02-18]. Dostupné z WWW: <http://www.infomuse.net/pres/301CogSci.ppt>. • INGWERSEN, Peter. Information Retrieval Interaction. London : Taylor Graham, 1992. x, 246 s. ISBN 0-947568-54-9. Dostupné také z WWW: <http://www.db.dkIpi/iri>. • KÖNIGOVÁ, Marie. Vybrané kapitoly z informační vědy. In Informační studia a knihovnictví v elektronických textech I. : Interaktivní modulární výukový systém na podporu informačního a knihovnického vzdělávání [CD-ROM]. 1. vyd. Praha : Ústav informačních studií a knihovnictví FF UK, 2001 [cit. 2005-11-06]. Kognitivní aspekty IR

31. Použité zdroje (2) • LIDDY, Elizabeth D. Natural Language Processing. In Encyclopedia of Library and Information Science. Editors: Miriam Drake. London : Marcel Dekker, 2003. Přístup k elektronické verzi publikaci pro Karlovu univerzitu z WWW: <http://www.dekker.com/sdek/issues~db=enc~content=t713172967>. • PAPÍK, Richard. Vyhledávání informací II. Uživatelské rozhraní a vlivy oboru „human-computer interaction“. Národní knihovna. 2001, roč. 12, č. 2, s. 81-90. ISSN 1214-0678. • REITZ, Joan M. ODLIS : Online Dictionary of Library and Information Science. Westport (CT) : Libraries Unlimited, 2004-04-30 [cit. 2005-11-06]. 800 s. Dostupný také online z WWW: <http://lu.com/odlis/>. ISBN 1591580757. • SKLENÁK, Vilém a kol. Data, informace, znalosti a Internet. Vyd. 1. V Praze : C.H. Beck, 2001. xvii, 507 s. (C.H. Beck pro praxi). ISBN 80-7179-409-0. • SOUČKOVÁ, Martina. Aspekty vztahu člověk-počítač s důrazem na uživatelské rozhraní. Praha, 2003. iv, 89 s. Diplomová práce. Univerzita Karlova v Praze, Filozofická fakulta, Ústav informačních studií 2003. Vedoucí diplomové práce Richard Papík. Kognitivní aspekty IR

32. Použité zdroje (3) • STEINEROVÁ, Jela. Teória informačného prieskumu. 1. vyd. Bratislava : Slovenská technická knižnica – Centrum VTI SR, 1996. 262 s. ISBN 80-85165-58-9. • STEINEROVÁ, Jela. Tvorba informačných produktov : Nové prístupy informačnej vedy. 1. vyd. Bratislava : Centrum vedecko-technických informácií SR, 1998. 130 s. ISBN 80-85165-73-2. • STEINEROVÁ, Jela. Základy filozofie člověka v knižničnej a informačnej vede. In Knižničná a informačná veda na prahu informačnej společnosti : filozofický, systémový a historický pohľad. Zprac. Šrefan Kilmlička, Jela Steinerová, Gabriela Žibritová, Dušan Katuščák. 1. vyd. Bratislava : Stimul, 2000. s. 9-55. • ŠKRNA, Jindřich. Interaktivní vyhledávání informací. Národní knihovna, 2002, roč. 13, č. 1, s. 7–19. ISSN 1214-0678. • TDKIV - Česká terminologická databáze z oblasti knihovnictví a informační vědy (báze KTD) [online]. 2002. Praha : Národní knihovna České republiky, Odbor knihovnictví, c2002- [cit. 2005-11-06]. Dostupné z WWW: <http://www.nkp.cz/o_knihovnach/Slovnik/index.htm>. • THAGARD, Paul. Úvod do kognitivní vědy : mysl a myšlení. Vyd. 1. Praha : Portál, 2001. 231 s. ISBN 80-7178-445-1. • VAŇKOVÁ, Irena. Lingvitstika mysli a těla : Zkoumajíce svou řeč, neomylně sami vyzkoumáni budeme. Vesmír. 2002, roč. 81, s. 627 - 629. ISSN 0042-4544. • VICKERY, Brian C.; VICKERY, Alina. Information Science in Theory and Practice. 3rd rev. and enlarged ed. München : K. G. Saur, 2004. 400 s. ISBN 3-598-11658-6. Kognitivní aspekty IR