AGENTÓW WSPÓLNOTA KOMUNIKACYJNA

(1)

WSPÓLNOTA KOMUNIKACYJNA AGENTÓW

DOROTA LIPOWSKA

Zakład Logiki Stosowanej Instytut Językoznawstwa

UAM

Modelowanie ewolucji języka

(2)

 symulacje komputerowe a problem powstania i ewolucji języka

 symulacje wieloagentowe

 gry językowe

 wspólnota komunikacyjna ?

(3)

 język to złożony system adaptacyjny,

powstający na bazie lokalnych interakcji między jego użytkownikami,

stopniowo komplikujący się w trakcie rozwoju zgodnego z zasadami

ewolucji i samoorganizacji.

 wspólnota komunikatywna jako złożony system adaptacyjny

(4)

 Techniki

– algorytmy genetyczne – sieci neuronowe

– teoria gier

– metody statystyczne – techniki uczenia się

– modelowanie wieloagentowe

 Podejście

bottom-up

– najlepsze dla badania dynamicznych systemów

złożonych

(5)

 Dwie grupy modeli wieloagentowych

1) Iterowany model uczenia się (Kirby 2002)

– wymiana międzypokoleniowa

2) Gry językowe (Steels 1995)

– populacja otwarta

– interakcje w ramach jednego pokolenia egalitarnych agentów

– gra w nazywanie

(6)

Ewolucyjny model gry w nazywanie

Biolinguistic transition and Baldwin effect in an evolutionary naming-game model

Naming Game and Computational Modelling of Language Evolution

 Trzy podstawowe aspekty wpływające na rozwój języka:

− uczenie się

− kultura

− ewolucja

 Efekt Baldwina (asymilacja genetyczna)

(7)

 Zbiór

n

agentów

(rozmieszczonych na węzłach sieci kwadratowej)

 Jeden obiekt

 Akt komunikacji: mówca używa jednego słowa ze swojego słownika

− sukces - o ile słuchacz zna to słowo

− porażka - w przeciwnym przypadku

(8)

 Słowa mają określone (dodatnie) wagi

 Agenty mają określone (liczbowo) zdolności uczenia się języka

− Sukces

• oba zwiększają wagi danego słowa – każdy o swoją zdolność językową

− Porażka

• Mówca zmniejsza wagę danego słowa i ewentualnie usuwa je ze słownika,

gdy waga staje się ujemna

• Słuchacz dodaje dane słowo do słownika

(9)

 Elementarny krok symulacji:

− albo akt komunikacji (z prawdopodobieństwem komunikacji p)

− albo aktualizacja stanu populacji (z pr. 1-p)

• albo agent umiera (z pr. 1-p_surv)

• albo agent przeżywa (z pr. p_surv)

p_surv= exp(-at) [1-exp(-b_jw_j/<w>)]

– agent rozmnaża się (o ile ma wolny sąsiadujący węzeł)

 z pr. p_mut następuje mutacja zdolności

 z pr. 1-p_mut potomek dziedziczy zdolności

 W obu powyższych przypadkach:

– z pr. p_mut następuje „mutacja” języka – z pr. 1-p_mutpotomek dziedziczy język

(10)

JĘZYKI

p – prawdopodobieństwo komunikacji

p=0.15 p=0.30

(11)

p – prawdopodobieństwo komunikacji

p=0.15 p=0.30

ZDOLNOŚCI UCZENIA SIĘ JĘZYKÓW

(12)

Zależność :

s – średniego sukcesu komunikacyjnego (po lewej) i l – średnich zdolności językowych (po prawej)

od p – prawdopodobieństwa komunikacji

(13)

www.logic.amu.edu.pl 15

Czy populacja agentów to wspólnota komunikatywna ?

 Wspólnota komunikatywna

– grupa ludzi dążących do wymiany informacji, bez względu na rodzaj użytych w tym celu środków

– możliwych wiele sposobów komunikowania

(Zabrocki, 1963)

(14)



Potrzeba wzajemnego porozumienia się stanowi o podstawie i istocie wspólnoty komunikatywnej.

 prawdopodobieństwo komunikacji jako miara owej potrzeby

(15)

Każda wspólnota komunikatywna dąży do tego, by wytworzyć wspólny środek

porozumiewawczy.

Każda wspólnota komunikatywna dążyć musi do niszczenia różnic w zakresie

środków porozumiewawczych.

(16)

 wspólnota luźna

 wspólnota ścisła

 wspólnota językowa

(17)

 wspólnoty – nadrzędne – podrzędne – współrzędne

 wspólnoty  główna  uboczne

 wspólnoty  żywe

 martwe

 procesy  integracyjne

 dezintegracyjne

(18)

 L. Zabrocki – opis l u d z k i c h grup społecznych

 symulowany komputerowo zbiór nieożywionych a g e n t ó w



Przyczyny powstawania języków i ich

zanikania […] są wynikiem powstawania, życia i zanikania odpowiednich wspólnot komunikatywnych. Nie ma tu żadnych praw immanentnojęzykowych.

(19)

 proces przekazywania języka

 dynamika modelu oparta na

elementarnym akcie komunikacji

 pasywne agenty –

vehicles

(Ritt, 2004)

(20)

Wielo-obiektowa gra w nazywanie

Homonyms and synonyms in the n-object naming game

 Gra w nazywanie

 dwa agenty (mówca i słuchacz – na zmianę)

 wiele obiektów

Wspólnota komunikatywna zaistnieje

wtedy, gdy między dwiema chociażby

jednostkami powstanie konieczność

porozumienia się.

(21)

 W językach naturalnych

– synonimy nie są zbyt liczne

– homonimy występują stosunkowo często

 synonimia nie powinna wpływać na efektywność komunikacji –

a homonimia musi ją pogarszać

 W językach komputerowych

– brak homonimów

– synonimy dopuszczalne

(22)

Humans evolved to be well adapted as senders of messages;

accurate reception of messages was less important…

We may be primarily speakers, and secondarily listeners.

James R. Hurford (2003)

Why synonymy is rare:

Fitness is in the speaker

(23)

 Ta wyraźna asymetria wydaje się być ważną cechą charakterystyczną

dla języków naturalnych

 można ją wykorzystywać jako test

komputerowych modeli rozwoju języka

(24)

 Homonimia i synonimia

 homonimia z upływem czasu nie znika („dynamiczna pułapka”)

 rola synonimii wyraźnie maleje (cecha przemijająca)

 Rola szumu

 korzystny wpływ na rozseparowanie wyrazów

(25)

Asymetria między homonimią a synonimią może być więc wytłumaczona w ramach dość prostego modelu gry w nazywanie, bez odwoływania się do argumentu

ewolucyjnego Hurforda (mówca czerpie

większe korzyści z konwersacji niż słuchacz).

(26)

BAŃCZEROWSKI J., 1980, Ludwik Zabrocki as a theorist of language, w: L.Zabrocki, U podstaw struktury i rozwoju języka. At the Foundation of Language Structure and Development, Warszawa-Poznań: PWN, s. 9-22.

BORAWSKI S., 2005, Podstawy idei poznawczej studiów nad dziejami używania języka polskiego. Esej o diachronii, w: S. Borawski (red.), Rozprawy o historii języka polskiego, Zielona Góra: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu

Zielonogórskiego, s. 13-61.

HURFORD J. R., 2003, Why Synonymy is Rare: Fitness is in the Speaker, w: W.

Banzhaf et al. (red.) Advances in Artificial Life—Proceedings of the Seventh European Conference on Artificial Life (ECAL), Lecture Notes in Artificial Intelligence vol. 2801, Berlin: Springer-Verlag, s. 442-451.

KIRBY S., 2002, Natural language from Artificial Life, Artificial Life 8 (2), 185-215.

LIPOWSKI A. i LIPOWSKA D., 2008, Bio-linguistic transition and Baldwin effect in an evolutionary naming-game model, International Journal of Modern Physics C 19, 399-407.

L^IPOWSKI A. i L^IPOWSKA D., 2009, Language structure in the n-object naming game, Physical Review E 80(5), 056107-1–056107-8.

LIPOWSKA D. (w druku) Naming game and computational modelling of language Computational Methods in Science and Technology .

(27)

P^INKER S. i B^LOOM P., 1990, Natural language and natural selection, Behavioral and Brain Sciences 13(4), 707–784.

R^ITT N., 2004, Selfish Sounds and Linguistic Evolution: A Darwinian

Approach to Language Change. Cambridge: Cambridge University Press.

RITT N., 2010, Agents or Vehicles? The role of speakers in directing linguistic evolution. Talk delivered at 41st Poznań Linguistic Meeting PLM2010, 23–26 September 2010, Gniezno.

S^TEELS L., 1995, A self-organizing spatial vocabulary, Artificial Life 2(3), 319-332.

STEELS L., 1997, The synthetic modeling of language origins, Evolution of Communication 1(1), 1–34.

WEBER B. H. i DEPEW D. J. (eds.), 2003, Evolution and Learning – The Baldwin Effect reconsidered, Cambridge: MIT Press.

Z^ABROCKI L., 1963, Wspólnoty komunikatywne w genezie i rozwoju języka niemieckiego. Część I Prehistoria języka niemieckiego, Wrocław-Warszawa- Kraków: Zakład Narodowy im. Ossolińskich.

(28)

DZIĘKUJĘ 