Baseball Outfielder's Embodied Cognition

förkroppsligad kognition är teorin om att vårt beteende kommer från mer än bara hjärnan. Hur vi rör oss, vilka typer av kroppar vi har och hur vi uppfattar världen arbetar alla med hjärnan för att skapa vårt beteende i realtid. Vi kan till exempel använda våra rörelser för att lösa problem som vi aldrig kunde lösa med bara hjärnkraft. Forskare som studerar utföringsform letar därför efter exempel på människor som uppfattar och agerar på särskilt sätt för att lösa uppgifter. Mitt favoritexempel på denna typ av forskning är outfielder-problem för, liksom Stor hund, outfielder-problemet är ett praktiskt exempel som illustrerar några av de viktigaste principerna för förkroppsligad kognition.

Att fånga en flygboll är svårare än det ser ut

Problemet är detta: hur vet en baseball outfielder var han ska gå för att vara på rätt plats, vid rätt tidpunkt för att fånga en fluga? Det visar sig att detta är förvånansvärt svårt att göra. Normalt, när något kommer mot dig, verkar det bli större när det kommer närmare. (Håll handen framför dig och flytta den mot dig för att se vad jag menar.) Basebollet, är för liten och för långt bort för det mesta så denna "trulande" effekt är bara för svår att göra ser. En utbildad outfielder gör att denna fångst ser lätt ut - men hur gör de det?

Om allt du hade var en hjärna ...

En lösning är att mentalt förutse där bollen kommer att landa. Flybollar är ett exempel på kaströrelse. De går upp och kommer ner längs en böjd, lysande bana som kallas en parabola. Hur långt bollen går mest beror på hur hårt de träffades och i vilken vinkel de gick upp - det finns ingen motor eller något för att fortsätta driva dem. När fysiken går är projektilrörelsens matematik ganska rak.

Om utflyktaren ser hur smeten slår bollen och kan se den initiala hastigheten och vinkeln, i teorin kunde de göra den matematiken i huvudet och förutsäga var bollen skulle landa. Fältaren kan sedan springa (i en rak linje) från var de är till där bollen kommer att landa.

Den här idén stöter dock på samma grundläggande problem - när bollen slås är utflyttaren långt borta och det kommer att vara svårt att se exakt hur bollen rör sig till att börja med. De oundvikliga små felen i det du uppfattade skulle då orsaka stora problem—kom ihåg hur Asimo misslyckades helt vid trappan med bara en liten felberäkning. Så med bara en hjärna har outfielder-problemet ingen pålitlig lösning - outfielderaren borde inte vara så bra som de är!

Men om du lägger till en kropp som kan röra sig ...

Om utflyttaren helt enkelt står och tittar på bollen ser de den flyga upp i luften längs en böjd stig, sakta ner på grund av tyngdkraften, når en topphöjd och sedan snabba upp igen när den faller till jorden. Om de dock börjar flytta, vad de ser är en blandning av deras rörelse och bollens rörelse. Om till exempel utflyttaren skulle springa i en krökt bana som speglar den böjda banan för bollen, skulle rörelserna avbryta och bollen skulle se ut som om den spårade en rak linje. Detsamma gäller för hastigheten - om utflyktaren skulle påskynda och sedan sakta ner precis vid rätt tidpunkter, skulle bollen se ut som om den rör sig med en konstant hastighet.

Lektioner för kognition från baseball outfielder

Embodierade kognitionslösningar ser ganska annorlunda ut än de traditionella kognitiva teorierna. Här rör sig utflyttaren helt enkelt för att få världen att se ut på ett visst sätt nu, vilket leder till att de är på rätt plats senare. Detta är vad forskare refererar till som en varseblivning-handling slinga, och denna slinga har ersatt behovet av komplicerad mental ansträngning; bättre, det är så lätt att använda att även en hund kan lära sig det.

En annan viktig funktion är att utflyttaren bokstavligen kan se hur bra de klarar sig hela tiden. Om bollen inte riktigt rör sig korrekt kan utflyttaren helt enkelt ändra sina rörelser för att lösa problemet. Om de inte kan röra sig så att bollen ser rätt ut, säger det att de inte kan nå bollen i tid och de borde göra sig redo att ta den i studsen så att de kan skjuta den tillbaka in i infielden utan något dröjsmål. Allt som fältaren behöver "veta" för att producera pålitligt, framgångsrikt beteende finns i uppfattningen-handlingsslingan.

Slutligen ligger de resurser som krävs för att lösa detta problem inte bara i huvudet - de är spridda över hela fältet! Bollens rörelse, fielderens rörelse och hur de interagerar hjälper inte bara lite, de är alla viktiga delar av lösningen. Detta är vad förkroppsligade kognitionsforskare menar när vi säger "det är inte allt i huvudet", och uppfattningen är limet som binder allt samman.

Denna utformade lösning är effektiv och billig (inga komplexa mentala simuleringar av fysik krävs) och ger tillförlitliga resultat under en mängd olika miljöförhållanden. Det är inte konstigt att bra utflyktare har omfamnat det förkroppsliga livet.

Vidare läsning

Några intressanta artiklar om detta ämne:

McBeath, M.K., Shaffer, D. M., & Kaiser, M. K. (1995). Hur baseballfältare avgör var de ska springa för att fånga flygbollar. Vetenskap, 268 (5210), 569-73. (Ladda ner den här artikeln)

Shaffer, D. M., Krauchunas, S. M., Eddy, M. & McBeath, M. K. (2004). Hur hundar navigerar för att fånga frisbees. Psychological Science, 15 (7), 437-441. (Ladda ner den här artikeln)

Outfielder-problemet på Anteckningar från två vetenskapliga psykologer (Jag granskar en del av det empiriska arbetet mer i detalj här).