Движения глаз показывают как работает неявное знание

Передать опыт не так просто. Возьмем, к примеру, езду на велосипеде: опытный велосипедист может рассказать новичку как правильно сесть на велосипед и когда нужно оттолкнуться. Но другие навыки, например, умение крутить педали с нужной силой, чтобы сохранять равновесие, более интуитивны, и их сложнее описать. Это скрытое ноу-хау известно как неявное знание, и зачастую его можно приобрести только с опытом и временем.

Но команда инженеров Массачусетского технологического института задалась вопросом: можно ли получить доступ к неосознанному ноу-хау эксперта и даже ему обучить, чтобы быстро поднять новичка до уровня эксперта?

Судя по всему, ответ – «да», по крайней мере, для определенного типа задач визуального обучения. Исследование опубликовано в Журнал нейронной инженерии (Journal of Neural Engineering),

Инженеры выявили неявные знания у добровольцев, которым было поручено классифицировать изображения различных форм и узоров.

По мере того, как добровольцы классифицировали изображения, которые им показывали, команда записывала движения их глаз и активность мозга, чтобы измерить их зрительную концентрацию и когнитивное внимание.

Измерения показали, что со временем добровольцы переключали свое внимание на ту часть каждого изображения, которую было легче классифицировать. Однако, когда их спрашивали об этом напрямую, они не осознавали, что у них произошло такое переключение. Исследователи пришли к выводу, что это неосознанное переключение внимания и концентрации было формой скрытого знания, которым обладали добровольцы, даже если они не могли его сформулировать. Более того, когда добровольцам стало известно об этом неявном знании, их точность в классификации изображений значительно повысилась.

Это исследование впервые напрямую показывает, что визуальное внимание может выявлять неосознанные, неявные знания при выполнении задач классификации изображений. Оно также впервые показывает, что выявление этих скрытых знаний может повысить эффективность работы экспертов.

Несмотря на то, что результаты относятся только к эксперименту, проведенному в рамках исследования, ученые предполагают, что некоторые формы скрытых знаний можно сделать явными и использовать для повышения эффективности обучения. Они предполагают, что неявные знания могут быть полезны в дисциплинах,, требующих внимательности и наблюдательности, включая определенные физические профессии и ремесла, спорт и анализ изображений, например, в медицинской рентгенографии.

“Мы, люди, обладаем большим объемом знаний, часть из которых явные и мы можем воплотить их в книгах, энциклопедиях, руководствах, уравнениях”.

“Неявное знание – это то, что мы не можем выразить словами, что скрыто в нашем подсознании”, – говорит автор исследования Алекс Арменгол-Урпи, научный сотрудник кафедры машиностроения Массачусетского технологического института. “Если мы сможем сделать эти знания явными, то сможем упростить их передачу, что может помочь в образовании и обучении в целом”.

Скрытый взгляд

Концепция неявного знания принадлежит ученому и философу Майклу Поляни, который в середине 20-го века первым исследовал идею о том, что “мы знаем больше, чем можем сказать”. Его прозрения показали, что люди могут обладать формой внутреннего знания, почти второй натурой, которую зачастую трудно выразить или передать другим.

После работы Поляни многие исследования показали, что неявные знания могут играть важную роль в совершенствовании определенных навыков – от диагностики по медицинским изображениям до определения пола кошек по изображениям их морд.

У Арменгола-Урпи эти исследования вызвали вопрос: можно ли выявить неявные знания человека по бессознательным сигналам, таким как паттерны движений его глаз? Его докторская диссертация была посвящена зрительному вниманию, и он разработал методы изучения того, как у людей концентрируется внимание, используя камеры для отслеживания направления и электроэнцефалографы (ЭЭГ) для записи активности мозга. В ходе своей работы он узнал о предыдущем исследовании, в котором использовались аналогичные методы для изучения того, как радиологи диагностируют узелки на рентгеновских снимках. Это исследование показало, что врачи неосознанно сосредотачиваются на областях изображения, которые помогают им правильно обнаруживать узелки.

“В этой статье речь не шла о неявных знаниях, но высказывалось предположение, что в нашем взгляде есть некоторые скрытые подсказки, которые можно изучить подробнее”, – говорит Арменгол-Урпи.

Форма знания

В своем новом исследовании ученые попытались выяснить, смогут ли они выявить признаки неявных знаний на основе измерений визуальной концентрации внимания. В своем эксперименте они попросили 30 добровольцев просмотреть одно за другим более 120 изображений. Каждый участник смотрел на изображение в течение нескольких секунд, а затем его просили классифицировать изображение как относящееся либо к группе А, либо к группе В, прежде чем показать следующее изображение.

На каждом изображении с обеих сторон были изображены две простые фигуры:  квадрат, треугольник, круг и любые их комбинации, а также различные цвета и узоры для каждой фигуры. Исследователи разработали изображения таким образом, чтобы их можно было разделить на две группы на основе сложного сочетания формы, цвета и узора. Важно отметить, что для классификации использовалась только одна сторона каждого изображения.

Однако добровольцам не было дано никаких указаний о том, как классифицировать изображения.

Таким образом, примерно в первой половине эксперимента они считались “новичками” и, по сути, классифицировали изображения наугад.

Со временем, по мере того как они рассматривали все больше изображений, их точность повысилась до уровня, который исследователи сочли «экспертным». На протяжении всего эксперимента команда использовала камеры, чтобы следить за движениями глаз каждого участника, оценивая его зрительную концентрацию.

Они также оснастили добровольцев датчиками ЭЭГ для записи мозговых волн, которые использовались в качестве показателя когнитивного внимания. Они разработали каждое изображение таким образом, чтобы на нем были видны две фигуры, каждая из которых мерцала с разной, незаметной для человека частотой. Ученые обнаружили, что могут определить, на что направлено внимание добровольца, основываясь на том, с мерцанием какой фигуры синхронизировались его мозговые волны.

Для каждого добровольца команда составила карту того, на чем был сосредоточен его взгляд и внимание, как на этапе новичка, так и на этапе эксперта. В целом, эти карты показали, что вначале добровольцы сосредотачивались на всех частях изображения, пытаясь понять, как их классифицировать. Ближе к концу, когда они освоились с упражнением и у них повысилась точность, их внимание переключалось только на одну сторону каждого изображения. Оказалось, что именно эта сторона, по замыслу исследователей, была наиболее значимой, а другая сторона представляла собой просто случайный шум.

Карты показали, что добровольцы обрели некоторые знания о том, как правильно классифицировать изображения. Но когда их просили рассказать, как они справлялись с заданием, они всегда утверждали, что фокусировались на изображении целиком. Похоже, что переключение фокуса внимания было неосознанным, неявным навыком.

“Они неосознанно фокусировали свое внимание на той части изображения, которая действительно содержала информацию”, – говорит Арменгол-Урпи.

“Таким образом, неявные знания, которыми они обладали, были скрыты внутри них”.

Затем команда пошла еще дальше и показала каждому участнику карты его взгляда и внимания, а также то, как эти карты менялись при переходе от начального до экспертного уровня. Когда добровольцам показали дополнительные изображения, они, похоже, воспользовались этими ранее неявными знаниями и еще больше повысили точность классификации.

“В настоящее время мы распространяем этот подход на другие области, где неявные знания играют центральную роль”, – говорит Арменгол-Урпи, который изучает неявные знания в ремеслах и спорте, таких как стеклодувное дело и настольный теннис, а также в диагностической медицинской визуализации. “Мы считаем, что основополагающий принцип – выявление и укрепление неявных экспертных знаний посредством физиологических сигналов – можно применить к широкому спектру областей, связанных с восприятием и навыками”.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram, ВКонтакте или в MAX
Помощь психолога