Den økologiske tilgangsvinkel til perception

Synopsis til mundtlig eksamen d. 26. januar 1995 i kognitionspsykologi/MMS,
informationspsykologi ved Københavns Universitet

Arne John Glenstrup


Indhold


Indledning

Jeg synes den økologiske tilgangsvinkel til perception er interessant, fordi den er så radikalt anderledes end de kognitionspsykologiske informationsbearbejdningsteorier der længe har været fremherskende. Jeg synes også at Gibsons teorier giver et "friskt pust" oven på de mange tekniske kognitive modeller, og det er tiltalende at hans teorier giver en meget "naturlig" forklaring på hvorfor vi mennesker kan udføre de mange utroligt komplekse funktioner som blot vores hverdag består af. Der består dog et ikke trivielt stykke arbejde i at finde ud af hvordan vi kan anvende den økologiske tilgangsvinkel i praksis, bla. i interface-design.

Vedlagte opgaver

Jeg har vedlagt følgende opgaver til synopsen:

Kognitiv Gennemgang udført på Mekatronisk Produkt, der giver en undersøgelse af hvordan den kognitive gennemgang kan anvendes på en anden type produkter end de oprindeligt tiltænkte, nemlig mekatroniske produkter. (Fremstillet i forbindelse med MMS-undervisningen.)

Opgave i Kognitionspsykologi, hvori jeg søger at give en redegørelse for min opfattelse af sammenhængen mellem krop, psyke og det sociale. (Fremstillet i forbindelse med kognitionspsykologi-undervisningen.)

Behandling af grafisk information i et kognitionspsykologisk perspektiv: en undersøgelse af menneskers brug af landkort, hvori jeg prøver at se på hvad man kan få ud af at anvende Gibsons økologiske teori om perception på brugen af landkort. (Fremstillet i forbindelse med kognitionspsykologi-undervisningen.)

Baggrund

Gibsons teorier udspringer af hans undersøgelser af hvordan piloter under anden verdenskrig brugte specielt synet til at styre deres fly. Derfor koncentrerer han sig om synssansen - hvilket jo også er menneskets største kilde til perception. Han studerede nogle forsøg der viste at der ikke var en klar sammenhæng mellem piloters evner til at styre et fly og deres resultater i nogle laboratorieforsøg om perception af dybde (Gibson 1979, kap. 9). Det fik ham til dels at betragte overflader, steder, tilknyttede og adskilte objekter som dét mennesker perciperer i stedet for de sædvanlige, abstrakte geometriske planer, punkter og linier. Dels at mennesker dynamisk "samler informationen i omverdenen op," mest i form af invarianter og ændringer (Gibson 1979).

Den økologiske tilgangsvinkel

Gibson (1979) videreudviklede disse tanker til at skifte fokus fra vore sanser som sanser til at opfatte dem som perceptuelle systemer. Et perceptuelt system er ikke en passiv stimulus-receptor men et aktivt system der fungerer i en dynamisk, kontinuerlig input-output-løkke. Systemet indgår i et aktivt samspil med sine omgivelser, hvori systemets egen placering og bevægelse i disse omgivelser indgår (heraf betegnelsen økologi):
"A perceiver is aware of her existence in a persisting environment and is also aware of her movements relative to the environment, along with the motions of objects and nonrigid surfaces relative to the environment." (Gibson 1979, pp. 249-250)
Et perceptuelt system ændrer og tilpasser sig hele tiden, så informations-opsamlingen ikke kun afhænger af hvordan omgivelserne er, men også af hvilke "erfaringer" systemet har gjort. På denne måde opfattes menneskets evne til at handle ud fra erindringer ikke som en sammenligning af sanseinput med hukommelse; hukommelsen findes ikke som et kognitivt delsystem - i stedet er det hele systemets tilstand der udgør "erfaringsmassen" (Gibson 1979, p. 254).

Denne dynamiske, kontinuerlige tilpasning kan udtrykkes som at det perceptuelle system søger en "resonans" med omgivelserne. Et centralt punkt i denne tilgangsvinkel er at mennesker (og dyr) hele tiden søger at blive "attuned" til invarianser og ændringer i omgivelserne. Invarianserne omfatter mange aspekter af omverden, ikke kun simpelt nethinde-målelige størrelser, men også højere ordens invarianser, som f.eks. genstandes indbyrdes placering, uafhængigt af personens position og bevægelse i forhold til disse (Gibson 1979, kap. 7 & 12).

Nogle typiske eksempler på kilder til disse højere ordens invarianter er det optiske flow (som er en dynamisk størrelse) der samtidig giver ganske nøjagtige oplysninger om hvordan omverden er indrettet og hvordan vi bevæger os, teksturgradienter der afslører formen og størrelsen af de omgivende overflader og objekter, samt okklusion og looming der fortæller hvordan objekter bevæger sig i forhold til baggrunden (Gibson 1979, kap. 5). Alle de invarianter det perceptuelle system således har adgang til, bruger det så til at blive opmærksom på "affordances" - egenskaber (de potentielle anvendelsesmuligheder) ved objekterne i omverden. Gibson (1979, kap. 8) mente at disse egenskaber direkte fremgår af objekternes udseende (når vi taler om visuel perception), og at det perceptuelle system kun behøver at "samle dem op." Hvor de traditionelle teorier sagde at mennesket i naturen brugte hukommelsen og begrebsapparater til at f.eks. genkende et redskab som dét redskab der var brug for, så siger Gibson (1979, p. 133f) at redskabet selv indeholder denne brugbarhed - affordance - i form af dets udseende. Hvis nogle mennesker så ikke ser denne brugbarhed er det fordi deres perceptuelle system ikke er "attuned" til disse affordances.

Kritik af den økologiske tilgangsvinkel

Der er ingen tvivl om at Gibsons teorier var meget kontroversielle da de kom frem, og de har derfor affødt en hel del kritik (se f.eks. Ullman 1980, Fodor & Pylyshyn 1981 og også Bruce & Green 1990, kap. 17).

Kritikken centrerer sig hovedsageligt om to aspekter:

  1. hvorvidt opfattelsen udelukkende sker ved at registrere invarianter og transformationer (en slags nedefra-og-op proces), eller om der kan foregå en form for "priming" af det perceptuelle system (en slags oppefra-og-ned proces) der afhænger af kognitive modeller; og
  2. hvorvidt det er rigtigt at tale om "direkte perception," hvor der sker en perceptionsdannelse direkte fra stimulus eller om der kan være et "algoritmisk" niveau der beskriver hvordan perceptionen reduktionistisk set opstår.
Det virker ikke sandsynligt at der altid er tale om direkte perception udelukkende ud fra de omgivende stimuli - Fodor & Pylyshyn (1981, p. 142ff, også refereret i Bruce & Green p. 385ff) giver et eksempel med kunsthandleren Bernard Berenson der kan afgøre om et givent maleri er et Da Vinci maleri, og det er svært at se hvordan invarianter i det optiske flowfelt skulle give en direkte perception af om det er et Da Vinci maleri. Hvis man siger at han perciperer ved at registrere invarianten "at være blevet malet af Da Vinci," er invarians-begrebet tomt. I stedet må vi forstå kunsthandlerens perception således at han bruger sine lagrede repræsentationer af Da Vinci-malerier/ - teknikker osv. som én af flere faktorer i perceptionen (Bruce & Green, p. 385).

En gibsonianer ville dog nok afvise denne situation ved at sige at Berensons perceptuelle system var blevet "attuned" eller "sensitized" til nogle ganske bestemte optiske egenskaber der findes ved alle de Da Vinci malerier han har set. På denne måde indgår der ikke en eksplicit "hukommelses-enhed" eller kognitive modeller der bidrager til processen.

Dette knytter an til det andet kritikpunkt, at perception ikke (altid) er direkte. Essensen i kritikken er at selv hvis hjernens "neurale netværk" faktisk "implementerer" perceptionen som en direkte funktion fra stimulus til perception, er det kun rimeligt at tale om en direkte psykologisk funktion hvis den ikke meningsfuldt kan brydes ned i en "algoritmisk" forklaring (Ullman 1980, p. 374). Det er nærmest et spørgsmål om videnskabsteori: hvis vi ønsker at forstå hvordan hjernen perciperer, kommer vi ingen vegne ved blot at sige at den perciperer direkte. Man skal dog nok mere opfatte denne del af debatten som en diskussion om hvad det er interessant for psykologien at undersøge: traditionelle "reduktionistiske" psykologer fokuserer på at give en algoritmisk forklaring af hjernens funktioner, hvor gibsonianere mener det interessante består i at opdage hvilke lovmæssigheder man kan finde i menneskers faktiske interaktion med omverden. Altså populært sagt en diskussion om vi skal forklare hjernen "indefra" eller "udefra."

Hvordan den økologiske tilgangsvinkel kan anvendes

Denne kritik der har været af den økologiske tilgangsvinkel betyder dog ikke at vi blankt skal afvise den. Jeg mener at vi kan opfatte den som et væsentlig bidrag til kognitionspsykologien, fordi den gør opmærksom på at mennesket konstant indgår i et dynamisk samspil med omgivelserne. Vi bør derfor ikke opfatte menneskelig handling som en virkningsfølge fra nethindebillede over diverse beregningsmekanismer og videre over handlingskommandoer i et kognitivt center, til lemmerne. I stedet bør vi være opmærksom på at mennesket konstant indgår i en input-output-løkke, hvor handling og perception er sammenflettede.

Denne input-output-løkke danner grundlag for en perception - ikke kun af omgivelserne, men af personen i forhold til dets omgivelser. Denne mere pragmatiske fortolkning af direkte perception er da også udgangspunktet for Neissers (1994) model af menneskets perceptuelle formåen. Han vælger at se denne formåen som bestående af mindre dele, bla. det økologiske selv der omfatter menneskets opfattelse af hvordan det bevæger sig i forhold til omgivelserne - altså den gibsonianske direkte perception.

Den konstante input-output-løkke genfinder vi også i Jens Rasmussens stigemodel, hvor handlinger på det færdighedsbaserede niveau ikke styres af bevidste tanker, men nærmest udføres som en konstant interaktion: en sammenhængende perception og udnyttelse af omverdens "affordances."

Denne erkendelse bør vi udnytte i design af brugergrænseflader - det er i virkeligheden en stor fejltagelse ikke at drage fordel af den evolution der har ført til at mennesket er så vel indrettet til at indgå i en ubevidst interaktion. Alligevel er det først i de sidste ti år at der rigtigt er fremkommet grafiske grænseflader med direkte manipulation, hvor brugen af maskinen foregår ved direkte håndtering (manipulering) af objekter i nogle omgivelser (Dix et. al. 1993, p. 125). Denne gode udvikling bør bestemt fortsætte, og Rasmussen & Vincente (1990) har da også skabt et begreb, økologisk interface design, der netop baserer sig på at muliggøre direkte perception af komplekse systemtilstande i et virtuelt økologisk miljø, en udvidelse af menneskets naturlige miljø.

Det virtuelle økologiske miljø skal bestå af elementer der på én gang giver mulighed for direkte at opfatte informationen på flere niveauer; herved bliver det muligt for brugeren/ operatøren, ud fra hans eget erfaringsniveau, at vælge hvordan han vil tolke informationen - hvilke affordances han vil udnytte.

Denne strategi for brugergrænsefladedesign virker meget lovende, og forsøg har vist at operatører vurderer den økologiske grænseflade som værende bedre end den traditionelle (Lindsay & Staffon, 1988). Der synes ikke at være tvivl om at vi bør designe grænseflader så de kan opfattes direkte i stedet for aflæses.


Der er anvendt følgende litteratur til synopsen:

Bruce, V., Green, P. (1990).
Visual perception: physiology, psychology and ecology, 2. udg. Lawrence Erlbaum Associates, Hove, UK.
Dix, A., Finlay, J., Abowd, G., Beale, R. (1993).
Human-computer interaction. Prentice Hall International Limited, Hemel Hempstead, UK.
Fodor, J. A., Pylyshyn, Z. W. (1981).
How direct is visual perception?: Some reflectioons on Gibson's "Ecological approach," Cognition 9, pp. 139-196. Elsevier Sequoia S.A., Holland.
Gibson, J. J. (1979).
The ecological approach to visual perception. Houghton Mifflin Company, Boston
Hansen, J. P. (1994).
Selvet set i sammenhæng; et bearbejdet referat fra Dansk Psykolog Nyt 1988. Forskningscenter Risø, Roskilde, Danmark.
Lindsay, R. W., Staffon, J. D. (1988).
A model based display system for the experimental breeder reactor-II. Paper presented at the Joint Meeting of the American Nuclear Society and the European Nuclear Society, Washington, DC.
Neisser, U. (1994).
Multiple systems: A new approach to cognitive theory, European journal of cognitive psychology 6 (3), pp. 225-241.
Rasmussen, J., Vincente, K. J. (1990).
Ecological interfaces; A technological imperative in high tech systems? Risø National Laboratory, Roskilde, Danmark.
Ullman, S. (1980).
Against direct perception. The behavioral and brain sciences 3, pp. 373-415.