Les bébés utilisent un raisonnement sophistiqué pour faire penser au monde physique


Les bébés utilisent un raisonnement sophistiqué pour faire penser au monde physique

Les scientifiques ont constaté que, même avant qu'ils ne puissent parler, les bébés utilisent un raisonnement sophistiqué pour donner un sens au monde physique qui les entoure, en combinant les principes abstraits avec les connaissances de l'observation pour former des attentes étonnamment avancées de la façon dont de nouvelles situations se développeront.

L'équipe internationale de scientifiques a développé un modèle informatique de la façon dont les bébés ont raison qui prédisent avec précision leur surprise lorsque les objets ne se comportent pas comme ils l'attendent.

Un article sur leur dernier travail, dirigé conjointement par Josh Tenenbaum du Département du cerveau et des sciences cognitives du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis, et Luca Bonatti, de l'Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats de l'Universitat Pompeu Fabra à Barcelone, en Espagne, est apparu en ligne cette semaine dans le journal Science .

L'équipe a conçu le modèle informatique pour suivre le principe du «raisonnement pur», c'est-à-dire prédire ce qui se passe ensuite, en fonction de ce qui a déjà été observé. Cependant, le modèle contient également un élément qui différencie les humains des autres organismes: la capacité, guidée par des concepts abstraits, à former des attentes rationnelles sur de nouvelles situations jamais rencontrées auparavant.

Ensuite, ils ont testé le modèle en le comparant aux réponses des bébés et ont constaté que les résultats étaient très proches, ce qui les a amenés à conclure que les bébés raisonnent d'une manière similaire.

Tenenbaum, professeur agrégé de science cognitive et de calcul au MIT, a déclaré à la presse que:

"L'intelligence réelle consiste à se retrouver dans des situations auxquelles vous n'avez jamais été avant, mais qui ont des principes abstraits en commun avec votre expérience et à l'utilisation de cette connaissance abstraite pour raisonner de façon productive dans la nouvelle situation".

Lui et ses collègues essaient de "faire de l'ingénierie inverse" comment les bébés observent et réfléchissent au monde qui les entoure en les étudiant à des stades clés au cours de leurs 2 premières années de vie, y compris aux 3, 6 et 12 mois (le projet est devenu Connu sous le nom de «projet 3-6-12» et fait partie d'une plus grande partie de la recherche MIT utilisant des ordinateurs pour simuler l'intelligence humaine).

D'un travail antérieur d'Elizabeth Spelke, professeur de psychologie à l'Université de Harvard, ils savaient que mesurer combien de temps les bébés regardent quelque chose est un bon moyen de mesurer leur niveau de surprise; Plus l'événement est inattendu, plus ils le regardent.

Spelke a également été le pionnier d'une grande partie du travail qui a montré que les bébés ont une compréhension des concepts abstraits sur les objets physiques et leur comportement. Les concepts à égalité avec les objets physiques ne peuvent pas simplement apparaître et disparaître, et ils doivent se déplacer pour être dans un endroit à la fois et ensuite un autre endroit plus tard.

Tenenbaum et ses collègues ont programmé ces principes abstraits dans un modèle de calcul connu sous le nom de «observateur idéal bayésien», puis ont fait beaucoup de simulations de la manière dont les objets se comportent dans des situations données: donner ainsi une capacité prédictive modèle basée sur des règles abstraites et une expérience d'observation.

À l'aide du modèle, ils ont ensuite fait une série de prédictions sur la durée pendant laquelle les bébés continueraient à regarder des animations particulières d'objets plus ou moins conformes à leurs attentes en fonction des connaissances acquises.

Par exemple, dans une expérience, les bébés de 12 mois ont observé une animation de quatre objets, trois bleus et un rouge, rebondissant dans un récipient avec une ouverture visible évidente.

Après leur avoir laissé regarder les objets rebondir pendant un moment, les chercheurs ont couvert la scène, et pendant qu'ils étaient couverts, l'un des objets laisserait le conteneur à travers l'ouverture.

Si la scène n'était couverte que pendant une demi-seconde, les bébés ont été surpris si c'était l'un des objets les plus éloignés du conteneur qui avaient quitté la scène.

Si la scène était couverte pendant plus longtemps (disons 2 secondes), elles étaient moins surpris si la plus éloignée était absente lorsqu'elles ont vu la scène à nouveau, et elles n'étaient qu'étonnées si c'était le rouge qui manquait (l'objet plus rare).

Et entre ces deux extrêmes, la distance de la sortie et le nombre d'objets importaient.

L'expérience a donné aux chercheurs plusieurs variables à jouer: ils pourraient varier le nombre d'objets, leurs positions spatiales (distances de la sortie) et le facteur temps (par exemple, pour combien de temps couvrir la scène).

Lorsqu'ils ont exécuté le modèle informatique, il était capable de prédire avec précision combien de temps les bébés regarderaient le même événement, dans une douzaine de scénarios différents avec différentes combinaisons de variables.

Ils ont conclu que:

"Les temps de recherche des nourrissons sont compatibles avec un observateur idéal bayésien mettant en avant des principes abstraits du mouvement de l'objet".

"Le modèle explique les attentes statistiques des nourrissons et les découvertes qualitatives classiques sur la cognition des objets chez les jeunes bébés, non considérés comme des inférences probabilistes", at-il ajouté.

En d'autres termes, l'étude suggère que les bébés pensent en jetant des scénarios possibles dans leur esprit et ensuite, à l'aide de quelques principes abstraits, en établissant lequel est le plus probable.

Tenenbaum a déclaré que, bien que cela ne signifie pas encore qu'ils ont une «théorie unifiée» de la cognition, ils commencent à décrire mathématiquement certains aspects fondamentaux de la connaissance qui n'ont été décrits que par intuition jusqu'à maintenant.

Spelke a déclaré que les résultats peuvent expliquer pourquoi la pensée humaine se développe si vite et est si flexible. Elle a dit jusqu'à présent que aucune théorie n'a réussi à expliquer ces deux caractéristiques: les systèmes de connaissances de base ont tendance à être limités et inflexibles, et les systèmes conçus pour apprendre quelque chose ont tendance à le faire très lentement.

"La recherche décrite dans cet article est la première, je crois, à suggérer comment l'apprentissage des nourrissons humains pourrait être à la fois rapide et flexible", a déclaré Spelke.

Tenenbaum et ses collègues veulent maintenant ajouter d'autres principes dans le modèle.

"Nous pensons que les nourrissons sont beaucoup plus intelligents, en quelque sorte, que ce modèle est", at-il expliqué, et ont déclaré qu'ils voulaient intégrer d'autres principes physiques, comme la gravité et la friction.

Une autre zone qu'ils souhaitent explorer est la façon dont les bébés ont un sens du comportement humain. La création de modèles dans ce domaine pourrait nous aider à mieux comprendre les troubles comme l'autisme, a déclaré Tenenbaum.

«Raisonnement pur chez les nourrissons de 12 mois comme inférence probabiliste».

Erno Téglás, Edward Vul, Vittorio Girotto, Michel Gonzalez, Joshua B. Tenenbaum et Luca L. Bonatti

Science 27 mai 2011: 1054-1059.

DOI: 10.1126 / science.1196404

Source supplémentaire: MIT News.

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