23、序列学习在ACT - R认知架构中的实证分析

序列学习在ACT - R认知架构中的实证分析

1. 引言

认知科学的一个显著特点是其采用跨学科方法来研究人类和人工认知系统的结构与机制。在过去十年里，序列模式获取吸引了计算机科学、认知心理学和神经科学等领域研究人员的关注。研究序列学习过程的方法多种多样，涵盖了对计算机制的探索、实验研究的开展，以及事件相关脑电位、功能磁共振成像和正电子发射断层扫描等技术的应用。

从进化的角度来看，对序列模式获取的关注是可以理解的。对信息进行排序以及学习事件的关联性是至关重要的过程，没有这些过程，在动态环境中实现适应性行为几乎是不可能的。从连续语音的排序，到学习技术设备的操作序列，再到掌握演奏乐器的技能，事件序列的学习似乎是人类（和人工）认知的一项基本能力。因此，在对认知科学有贡献的各个学科中，我们看到了对序列学习的极大兴趣。

接下来介绍一种基于ACT - R理论的序列学习模型。该模型源于使用Nissen和Bullemer在1987年引入的串行反应任务的实证研究，并已成功应用于这些研究。

1.1 串行反应时范式的实证研究

大量使用串行反应时范式的实证研究探索了受试者对事件序列结构表现出敏感性的条件。在典型的序列学习实验中，受试者在快速兼容反应映射的串行反应时任务中接触到视觉空间序列。参与者被要求尽可能快速、准确地对目标刺激的位置做出有区别的反应，目标刺激可能出现在有限的几个位置之一。通常，这些目标刺激是在计算机屏幕上水平排列的几个位置之一呈现的信号。大多数情况下，参与者需要按下与这些位置在空间上匹配的按键来做出反应。

在受试者不知情的情况下，所呈现的视觉信号序列遵循明确的系统性，形成了一个连续的结构化事件流，受试者必须对其做出反应。根据