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Enregistrement W2800387456 · doi:10.82308/30107

Computational modeling of learning in complex problem solving tasks

2007· dissertation· en· W2800387456 sur OpenAlexafffund
Frédéric Dandurand

Notice bibliographique

RevueeScholarship@McGill (McGill) · 2007
Typedissertation
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueVisual and Cognitive Learning Processes
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesSocial Sciences and Humanities Research Council of CanadaNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMcGill University
Mots-clésComputer scienceArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The information processing theory of problem solving has emphasized search and heuristics and comparatively neglected learning, a situation that this thesis addresses. Participants learn to solve problems using environmental feedback, verbal instructions, or demonstrations performed by experts. Empirical and simulation work confirms that demonstrations and instructions are more effective for learning than binary feedback (answer correct or not). Results also show that humans successfully generalize what they learn by observation to more complex tasks, suggesting understanding rather than rote memorizing of the solutions observed. Four computational models of complex problem solving are presented. First, a reinforcement learning model is trained on binary environmental rewards only (RL-SDCC-SARSA) to simulate the binary reinforcement condition. It can learn the task with enough training but is less accurate than humans given equivalent learning. We argue that this is evidence that humans may be using distance to goal, look-ahead search, and reasoning. Second, a supervised cascade-correlation neural network (SL-SDCC) model learning from demonstrations successfully captures human accuracy in the imitation learning group. Third, a reinforcement-based model with direct policy training (RL-SDCC-DPT) learning from demonstrations also captures imitation learning group accuracy. Finally, a supervised knowledge-based cascade-correlation (SL-KBCC) model with selection rules as prior knowledge successfully captures performance of the verbal instructions group. This model builds more compact networks than SL-SDCC that also train faster. All four models presented use cascade-correlation networks, which are either trained directly (SL-SDCC and SL-KBCC) or used as function approximators for expected rewards (RL-SDCC-DPT and RL-SDCC-SARSA). In the latter models, a second layer involves learning target expected rewards. SARSA converts environmental rewards into target rewards, and direct policy training (DPT) converts demonstrations into target rewards. Reinforcement-based models are more complex and costly to train than supervised systems, but they cover more cognitive phenomena in a single unified and parsimonious system, including the use of problem variants, exploration, and working memory limitations. Promising ideas are proposed to extend reinforcement-based models: distance-based rewards (DBR), which involve using distance to goal as a self-generated reward; look-ahead search; and intrinsic exploration by adding randomness to the action selection system.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,047
Tête enseignante GPT0,342
Écart entre enseignants0,295 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2007
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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