Νευροεπιστήμη

Πώς οι οδηγοί ταξί του Λονδίνου που έχουν περάσει το τεστ της «Γνώσης» σκέφτονται διαφορετικά από την τεχνητή νοημοσύνη

Μια μελέτη αποκαλύπτει ότι οι οδηγοί ταξί του Λονδίνου δίνουν προτεραιότητα στις πολύπλοκες και μακρινές διασταυρώσεις κατά την αρχική φάση της «offline σκέψης» κατά τον σχεδιασμό των διαδρομών, αντί να εξετάζουν διαδοχικά τους δρόμους. Αυτή η αποτελεσματική, διαισθητική στρατηγική αξιοποιεί τη χωρική επίγνωση και έρχεται σε αντίθεση με τους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης, οι οποίοι συνήθως ακολουθούν βήμα προς βήμα προσεγγίσεις.

Τα ευρήματα αναδεικνύουν τις μοναδικές ικανότητες σχεδιασμού των έμπειρων αυτών οδηγών, οι οποίες επηρεάζονται από τη βαθιά μνήμη τους για το περίπλοκο οδικό δίκτυο του Λονδίνου. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι η μελέτη της διαίσθησης των συγκεκριμένων επαγγελματιών θα μπορούσε να βελτιώσει τους αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης, ειδικά για εργασίες που περιλαμβάνουν ευέλικτο σχεδιασμό και συνεργασία ανθρώπου – τεχνητής νοημοσύνης.

Το αντικείμενο της έρευνας ήταν η ανάπτυξη της ανθρώπινης νοημοσύνης και της ανθρώπινης κατανόησης. Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, μεταξύ των οποίων και ο επικεφαλής ερευνητής Νευροεπιστημών από το Ίδρυμα Champalimaud, στη Λισαβόνα, ανέλυσε τον τρόπο με τον οποίο οι έμπειροι οδηγοί ταξί του Λονδίνου σχεδιάζουν εκ των προτέρων τη διαδρομή τους κάθε φορά που παραλαμβάνουν επιβάτες. Είναι η πρώτη φορά που πραγματοποιείται μελέτη σχετικά με τον ανθρώπινο προγραμματισμό σε πραγματικό περιβάλλον μεγάλης κλίμακας και τα αποτελέσματά της δημοσιεύτηκαν στις 23 Ιανουαρίου στην επιθεώρηση Proceedings of the National Academyof Sciences (Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών). 

Ο ιππόκαμπος των Λονδρέζων οδηγών ταξί

Οι αδειοδοτημένοι οδηγοί ταξί του Λονδίνου δεν ήταν άγνωστοι στους ερευνητές: διαπιστώθηκε, πριν από περίπου 25 χρόνια, ότι έχουν ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα στον εγκέφαλο, λόγω της εξειδίκευσής τους στην πλοήγηση: ο όγκος του ιπποκάμπου τους, μιας δομής του εγκεφάλου που παίζει σημαντικό ρόλο στη μάθηση και τη μνήμη, είναι διαφορετικός από αυτόν των ανθρώπων που δεν οδηγούν ταξί.

Η νέα μελέτη επικεντρώθηκε στη συμπεριφορά σχεδιασμού όταν κάνουν τη δουλειά τους. «Οι έμπειροι πλοηγοί μπορούν να σχεδιάζουν διαδρομές αποτελεσματικά και γρήγορα σε τεράστια και περίπλοκα περιβάλλοντα, όπως οι πόλεις», αναφέρουν οι συγγραφείς στη μελέτη τους. «Αλλά οι περισσότερες μελέτες μέχρι σήμερα έχουν χρησιμοποιήσει μικρής κλίμακας ή/και αφηρημένα περιβάλλοντα με αφελείς συμμετέχοντες. Εδώ, ξεπεράσαμε αυτές τις προκλήσεις ζητώντας από τους οδηγούς ταξί του Λονδίνου -που φημίζονται για την εξειδικευμένη γνώση τους στο οδικό δίκτυο του Λονδίνου, το οποίο αποτελείται από περισσότερους από 26.000 δρόμους- να σχεδιάσουν διαδρομές μέσα στο Λονδίνο».

«Οι πόλεις αποτελούν την επιτομή της περιπλοκότητας του σχεδιασμού σε περιβάλλοντα πραγματικού κόσμου», λέει ο Πάμπλο Φερνάντεζ Βελάσκο, από το Πανεπιστήμιο του Γιορκ, εκ των συγγραφέων της μελέτης. «Αν θεωρήσουμε ότι σχεδιάζουμε μια διαδρομή σε μια μεγάλη πόλη που, μεταξύ αφετηρίας και προορισμού, περιλαμβάνει 30 δρόμους, η χρήση ενός αλγορίθμου ελάχιστης αναζήτησης δέντρων θα περιλάμβανε την αξιολόγηση πάνω από ένα δισεκατομμύριο πιθανών ακολουθιών δρόμων». Αν μη τι άλλο, αυτό καθιστά σαφές ότι οι άνθρωποι δεν χρησιμοποιούν έναν τέτοιο αλγόριθμο για να επιλέξουν τη διαδρομή τους.

Οι ερευνητές ανέλυσαν τους χρόνους απόκρισης των οδηγών -«ως υποκατάστατο του χρόνου σκέψης»- για να δουν πώς οι οδηγοί οργάνωσαν ορθολογικά τη διαδικασία σχεδιασμού της διαδρομής τους. 

«Στόχος μας ήταν να κατανοήσουμε πώς οι έμπειροι άνθρωποι κάνουν σχέδια σε πολύ περίπλοκες καταστάσεις», λέει ο Ντάνιελ ΜακΝάμι, επικεφαλής της ομάδας του Εργαστηρίου Φυσικής Νοημοσύνης στο Ίδρυμα Champalimaud και ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης. «Θέλαμε επίσης να συγκρίνουμε τους έμπειρους οδηγούς με τους αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης. Η υπόθεσή μας ήταν ότι οι άνθρωποι έκαναν κατά κάποιο τρόπο κάτι διαφορετικό. Οι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης δεν μπορούσαν να εξηγήσουν τη συμπεριφορά που παρουσιάζουν οι έμπειροι άνθρωποι σε τέτοιου είδους καταστάσεις».

Οι οδηγοί ταξί του Λονδίνου είναι μια πολύ ιδιαίτερη πληθυσμιακή ομάδα, κυρίως επειδή όταν εκπαιδεύονται για την άδεια οδήγησής τους δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιούν εργαλεία όπως οι χάρτες της Google για να τους βοηθήσουν. Πρέπει να βασίζονται αποκλειστικά στις ικανότητες αποθήκευσης και ανάκτησης της μνήμης τους για να κινηθούν αποτελεσματικά σε δεκάδες χιλιάδες δρόμους της πόλης.   

«Αποτελούν μια μοναδική ομάδα όταν θέλετε να απαντήσετε σε ερωτήματα όπως το πώς οργανώνουν οι έμπειροι άνθρωποι τη μνήμη τους, ποιες εσωτερικές αναπαραστάσεις χρησιμοποιούν ή πώς ανακτούν κομμάτια πληροφοριών από τη μνήμη τους», εξηγεί ο ΜακΝάμι. «Κι αυτό μας δίνει ένα μοναδικό παράθυρο στο υψηλότερο επίπεδο της ανθρώπινης λήψης αποφάσεων, της αναπαράστασης και της επεξεργασίας της γνώσης».

Μια κρίσιμη δυσκολία ήταν η πρόσβαση σε οδηγούς ταξί. Ο Χιούγκο Σπιρς, καθηγητής Γνωστικής Νευροεπιστήμης στο University College του Λονδίνου (UCL) -και συνσυγγραφέας επίσης της μελέτης- έχει περάσει 20 χρόνια μελετώντας τους εγκεφάλους τους: «Αυτοί οι οδηγοί ταξί φημίζονται για τον μεγαλύτερο οπίσθιο ιππόκαμπο τους», λέει ο Σπιρς. «Τώρα όμως, χάρη στη συνεργασία μεταξύ του UCL και του Champalimaud, αποκαλύψαμε πώς χρησιμοποιούν αυτόν τον ενισχυμένο εγκέφαλο».

Η ομάδα έδωσε σε μια ομάδα 43 οδηγών ταξί μια τοποθεσία εκκίνησης στο Λονδίνο και μια τοποθεσία «στόχο». Στη συνέχεια ζητήθηκε από τους οδηγούς να αναφέρουν προφορικά την ακολουθία των στροφών και των δρόμων που θα έπαιρναν για να πάνε από την αφετηρία της διαδρομής στον προορισμό.

«Αυτή είναι μια πολύ οικεία εργασία για αυτούς τους έμπειρους επαγγελματίες, επειδή, κατά τη διάρκεια της εξειδικευμένης εκπαίδευσής τους για τη δουλειά τους, δοκιμάζονται σε πολλούς από αυτούς τους συνδυασμούς αφετηρίας-στόχου πριν πάρουν την άδεια οδήγησης ταξί», επισημαίνει ο Μακ Νάμι.

Για κάθε διαδρομή (συνολικά μελετήθηκαν 315 τέτοιες πιθανές «διαδρομές», όπως λένε στη γλώσσα των οδηγών ταξί), οι ερευνητές μέτρησαν τον χρόνο απόκρισης μεταξύ της παρουσίασης της εργασίας και της πρώτης αναφώνησης ενός ονόματος δρόμου από κάθε οδηγό.

Αυτό το ονόμασαν «offline χρόνο σκέψης»: αντιστοιχεί στη φάση κατά την οποία ο οδηγός ταξί εξετάζει σιωπηλά τη διαδρομή. Στη συνέχεια, μέτρησαν τους χρόνους μεταξύ κάθε διασταύρωσης δρόμου ή στροφής από τους οδηγούς, τους οποίους ονόμασαν «online φάση». 

Οργάνωση αποφάσεων σχετικά με μια διαδρομή

Μία από τις παραμέτρους από τα πράγματα που ήθελε να μελετήσει η ομάδα ήταν ποιες αποφάσεις έπαιρναν οι οδηγοί σχετικά με τη διαδρομή τους κατά τη διάρκεια του offline χρόνου σκέψης τους. «Μια πιθανότητα», λέει ο ΜακΝάμι, «ήταν ότι οργανώνουν τις αποφάσεις τους με τη σειρά των δρόμων και των διασταυρώσεων που πραγματικά πρόκειται να συναντήσουν κατά τη διάρκεια της διαδρομής – ότι το πρώτο πράγμα που σκέφτονται είναι ο πρώτος δρόμος που θα πάρουν, μετά ο δεύτερος δρόμος, ο τρίτος δρόμος και ούτω καθεξής και ούτω καθεξής». Αυτό σημαίνει ότι θα ήταν πιο αργοί στην ονομασία των επόμενων δρόμων καθώς θα προχωρούν κατά μήκος της διαδρομής.

Τα αποτελέσματα διέψευσαν αυτή την υπόθεση. «Κατά τη διάρκεια του χρόνου σκέψης εκτός σύνδεσης, οι οδηγοί ταξί δίνουν προτεραιότητα στα υψηλής πολυπλοκότητας, μη τοπικά μέρη του χώρου του Λονδίνου», συνεχίζει ο ΜακΝάμι. «Φαίνεται ότι μεταπηδούν αμέσως στο να υπολογίσουν μια ανώτερης τάξης συνολική δομή της διαδρομής, με βάση τις κρίσιμες καταστάσεις των κόμβων, χρησιμοποιώντας τη φυσική δομή του Λονδίνου». Η τεχνική έκφραση γι’ αυτό είναι «μη τοπική προφύλαξη κρίσιμων διασταυρώσεων». Και στη συνέχεια, «μόλις το κάνουν αυτό, αρχίζουν να περιγράφουν και να συμπληρώνουν τις υπόλοιπες λεπτομέρειες».

Οι οδηγοί χρειάστηκαν επίσης περισσότερο χρόνο για να σκεφτούν τους μεγαλύτερους δρόμους στο Λονδίνο. «Αυτό υποδηλώνει ότι έχουν χωρική επίγνωση της πραγματικής φυσικής δομής του Λονδίνου, σε αντίθεση με ένα πιο αφηρημένο είδος αναπαράστασης όπου οι αποστάσεις δεν λαμβάνονται υπόψη», επισημαίνει ο ΜακΝάμι. 

«Με εξέπληξε αυτό το αποτέλεσμα», λέει. «Περίμενα ότι οι οδηγοί ταξί θα είχαν μια λιγότερο χωρικά ενσαρκωμένη αίσθηση του χώρου του Λονδίνου. Δεν περίμενα ότι το μήκος του δρόμου στον πραγματικό κόσμο θα τους επιβράδυνε, αλλά ότι θα είχαν μια πιο αφηρημένη έννοια της πόλης τους. «Αλλά ίσως το γεγονός ότι έχουν αυτή τη χωρική αντίληψη να είναι χρήσιμο για πιο ευέλικτο σχεδιασμό, όπου μπορούν να λάβουν υπόψη τους αν ένας δρόμος είναι συνήθως πιο πολυσύχναστος από έναν άλλο σε μια δεδομένη ώρα της ημέρας, και επίσης κωδικοποιούν όλα τα είδη των πρόσθετων χωρικών μεταβλητών και τις ενσωματώνουν στη σκέψη τους».

«Το αποτέλεσμα αυτό συνάδει με αναφορές από προηγούμενες έρευνες» λέει ο Βελάσκο. «Οι οδηγοί ταξί έχουν αναφέρει ότι όταν πρέπει να σχεδιάσουν μια διαδρομή, μερικές φορές φαντάζονται να τη διανύουν, τόσο από εναέρια όσο και από επίγεια προοπτική. Αν φαντάζονται τον φυσικό χώρο σε κάποιο βαθμό, είναι λογικό ότι το μήκος του οδικού τμήματος επηρεάζει το μήκος του οδικού σχεδιασμού τους».

Διαφορετική ιεράρχηση

Εν ολίγοις, οι έμπειροι οδηγοί ταξί του Λονδίνου ιεραρχούν τους σημαντικούς δρόμους και τις διασταυρώσεις προκειμένου να καθορίσουν μια πιο σφαιρική δομή της διαδρομής.

«Αυτό που βλέπουμε με τους οδηγούς ταξί είναι ότι εξετάζουν τον χώρο εκτός της σειράς με την οποία θα τον βίωναν πραγματικά στον πραγματικό κόσμο». Αν πρώτα αφιερώσουν χρόνο εκτός σύνδεσης για να το σκεφτούν διαφορετικά, τότε θα είναι πολύ πιο γρήγοροι στο να ανακαλέσουν δρόμους κατά τη διάρκεια της διαδικτυακής φάσης», προσθέτει ο ΜακΝάμι. Και αυτός είναι σαφώς ένας πολύ πιο αποτελεσματικός τρόπος σκέψης από μια απλή διαδοχική στρατηγική. 

Ο ίδιος αναφέρει ως το πιο ενδιαφέρον αποτέλεσμα αυτής της εργασίας «το γεγονός ότι καταφέραμε να εντοπίσουμε και να προβλέψουμε ότι, κατά τη διάρκεια του offline χρόνου σκέψης, όταν οι οδηγοί ταξί βρίσκονται σε βαθιά σιωπηλή σκέψη, δίνουν προτεραιότητα σε εξαιρετικά πολύπλοκες και χωρικά απομακρυσμένες διασταυρώσεις και δρόμους στο Λονδίνο», λέει.

«Αυτό δεν είχε αποδειχθεί ποτέ σε έμπειρους επαγγελματίες που πρέπει να λαμβάνουν άμεσες αποφάσεις στο έργο που επιτελούν καθημερινά. «Στην πραγματικότητα, αυτό που μελετούσαμε εδώ είναι ένα είδος έμπειρης ανθρώπινης διαίσθησης, μια έμφυτη αίσθηση του τι πρέπει να σκεφτείς πριν καν αρχίσεις να το σκέφτεσαι, κατά μία έννοια», τονίζει. «Αυτός είναι ένας βασικός τομέας ενδιαφέροντος σε άλλες εργασίες που κάνουμε στο εργαστήριό μου: η διαισθητική ανθρώπινη συλλογιστική».

Ένα πράγμα φαίνεται βέβαιο, σύμφωνα με τον ΜακΝάμι: οι άνθρωποι αυτοί έχουν μια ποιοτικά διαφορετική αλγοριθμική στρατηγική από τα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης. Παρ’ όλα αυτά, οι αλγόριθμοι θα μπορούσαν να επωφεληθούν, στο μέλλον, από τα αποτελέσματα σχετικά με τον τρόπο σκέψης των ανθρώπινων εμπειρογνωμόνων.

«Θα μπορούσαν να ωφεληθούν με δύο τρόπους», εξηγεί. «Ο ένας έχει να κάνει με πιο ευέλικτο σχεδιασμό, ιδίως όταν υπάρχουν πολλά περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά και δυναμικές που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Ο άλλος θα ήταν η ενσωμάτωση των πληροφοριών σχετικά με τους επαγγελματίες σε αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης που έχουν σχεδιαστεί για να συνεργάζονται με τους ανθρώπους. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο, διότι αν θέλουμε να βελτιστοποιήσουμε τον τρόπο με τον οποίο ένας αλγόριθμος τεχνητής νοημοσύνης αλληλεπιδρά με έναν άνθρωπο, ο αλγόριθμος πρέπει να “γνωρίζει” πώς σκέφτεται ο άνθρωπος. Κι αυτό είναι κάτι που πρέπει να ληφθεί υπόψη», καταλήγει ο ΜακΝάμι.

Μπορεί επίσης να σας αρέσει...

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *