Hvordan ord får deres betydning

Forskere fra EPFL's College of Humanities har brugt maskinlæring til at afsløre, hvordan mennesker bygger bro over de ofte betydelige kløfter mellem signal og mening i kommunikation.

Robert Lieck og Martin Rohrmeier fra Digital and Cognitive Musicology Laboratory (DCML) brugte maskinlæring og kunstig intelligens til at udforske justeringer og fejljusteringer mellem signaler – såsom ord og gestik – og betydning i kommunikation. Deres resultater er for nylig blevet offentliggjort i Cognition , et tidsskrift for kognitiv videnskab.

Lieck, en postdoc-forsker og hovedforfatter på papiret, forklarer, at DCML's forskning adresserer en grundlæggende gåde med kommunikation og udviklingen af ​​mening i sprog.

"Problemet er, at ord er stive og kun altid kan pege på en enkelt idé, hvorimod følelser, farver osv. er kontinuerlige og gradvise af natur. I bund og grund betyder det, at der mellem to ord er uendelige betydninger, som ord alene kan ikke fange."

Mennesker er naturligvis i stand til at udtrykke sådanne 'fuzzy' betydninger præcist; for eksempel gennem tonefald eller fagter. Så hvorfor begyndte vi overhovedet at opdele kontinuerlige betydninger for at presse dem sammen til diskrete ord?

Kommunikation som et spil

Lieck og Rohrmeier forsøgte at besvare dette spørgsmål empirisk ved hjælp af beregningsmetoder til at simulere udviklingen af ​​kommunikation som et spil. I deres maskinlæringssimulering udvekslede og fortolkede to virtuelle agenter signaler og brugte feedback fra deres miljø til at forbedre deres kommunikationsstrategier.

Forskerne afslørede tre nøgleresultater. For det første udviklede de virtuelle agenter særskilte signaler eller 'ord' for de strukturelle komponenter i deres miljø. Men de havde også kontinuerlige måder at kommunikere finere gradueringer inden for hver af disse komponenter - analogt med forskellige udtaler af det samme ord.

For det andet, selv i tilfælde, hvor fuldstændig kontinuerlig kommunikation var mulig, kunne agenterne ikke altid finde et optimalt match, og de skabte nogle gange mosaikker af forskellige signalfragmenter for at udtrykke alle betydninger.

Endelig fandt forskerne ud af, at i tilfælde, hvor signaler og betydninger er kontinuerlige, men har forskellige logiske former (f.eks. hvis signaler følger en cirkulær form og betyder en lineær), kan meget forskellige betydninger kortlægges på meget lignende signaler, hvilket tvinger agenterne. at efterlade huller mellem disse signaler for at undgå misforståelser.

Fra dyr til zoom

Disse resultater har vidtrækkende implikationer, ikke kun for forståelsen af ​​menneskeligt sprog, men også andre kommunikationssystemer, herunder dyrekommunikation og musik.

"Vores forskning hjælper til bedre at forstå, hvordan meningskort udvikler sig i forskellige former for kommunikation, og hvordan de kan bruges til at udtrykke ideer om en kompleks verden," siger Rohrmeier.

Lieck tilføjer, at værket tilbyder en samlet analyse af både de diskrete, strukturelle aspekter af sproget og de kontinuerlige, gradvise:"Vi viser, at disse virkelig er to sider af samme mønt, og den ene kan ikke forstås uden den anden."

Undersøgelsen fremhæver også den grundlæggende strukturelle rolle, som non-verbal kommunikation spiller, som har særlig relevans midt i en pandemi:Når vi overvejer fremtiden for videokonferencer i uddannelse og arbejde, står vi ofte over for mindre end optimale forhold med respekt. til non-verbal kommunikation, men vi udvikler også nye måder at udtrykke os på, efterhånden som kommunikationen fortsætter med at udvikle sig.