İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Bilişsel Psikolojide Sistemler ve Modeller SEVTAP CİNAN İstanbul Üniversitesi, Edebiyat Fakültesi, Psikoloji Bölümü, Deneysel Psikoloji ABD NESLİHAN SERAP ŞENGÖR İstanbul Teknik Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Sinirbilim Modelleme ve Araştırma Grubu

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ 2 Dersin İşlenişi 17 Eylül- 24 Eylül ve 15 Ekim-17 Aralık (10 Hafta-20 ders Neslihan Serap Şengör) 1 Ekim-8 Ekim ve 24 Aralık (3 Hafta-6 ders Sevtap Cinan) 1 Ödev 1 Proje ve 2 Kısa Sınav 22 Ekim Kısa sınav tarihleri: 26 Kasım

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Ders Notları Nerede?

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ

9 Sistem nedir? 4. Baskı sf ¨İçerik hiyerarşisi¨ve ¨nedensellik yapısı¨ kısımlarının yalnızca birer türünü oluşturduğu, birbirleriyle ilişkili tüm bu yapıların genel adı sistem`dir.

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Sistem mputerComponents.htm system.html

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ 11 Modelleme Essentially, all models are wrong but some are useful George E.P. Box Model In vivo In vitro In silico Kavramsal Modeller Sosyal-Politik Fizikötesi Bilgi felsefesine dayalı Çıkarsamaya dayalı Hesaplamalı Deneysel MATEMATİKSEL

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ 12 Neden Matematiksel Modelleme? 4. Baskı sf Bilimsel yöntemin gerçek amacı, Doğa’nın aslında bilmediğiniz bir şeyi bildiğinizi sanmanıza yol açarak sizi kandırmasına izin vermemektir. Bundan çok çekmemiş, buna karşı içgüdüsel olarak tetikte olmayan bir tek tamirci, bilimadamı ya da teknisyen yoktur. Bilimsel ve mekanik bilgilerin büyük çoğunluğunun böylesine sıkıcı ve ihtiyatlı olmasının nedeni budur. Bilimsel enformasyona ara sıra fanteziler katıp romantize ederseniz ya da özen göstermezseniz Doğa hemen sizi rezil eder....

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ 13 … once the number of components in a system reaches a certain threshold, understanding the system without formal analytical tools requires geniuses, who are so rare even outside biology. In engineering, the scarcity of geniuses is compensated, at least in part, by a formal language that successfully unites the efforts of many individuals, thus achieving a desired effect, be that design of a new aircraft or of a computer program. In biology, we use several arguments to convince ourselves that problems that require calculus can be solved with arithmetic if one tries hard enough and does another series of experiments.

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ 14 Matematiksel Model Matematiksel modeli belirlemek için nelere ihtiyacımız var? süreç giriş çıkış Bağımsız değişken Parametre Durum değişkeni Rastgele değişken Süreç hakkında bildiklerimiz nasıl işimize yarar? süreç giriş çıkış süreç Bildiğimiz yoksa Kara kutu modeli Bildiğimiz çoksaAk kutu modeli

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Giriş ile çıkış arasında nasıl bağıntılar olabilir? Ders çalışma süresi (hafta) Geçme notu ? 15

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ u y bağıntısını sadece giriş çıkış verileri varken oluşturmanının bir yolu var mı? Bu ne anlama geliyor? 16

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ 17 Dinamik Sistem Sistemin şu an ki çıkışlarını geçmişdeki girişleri ve çıkışları belirliyorsa... Dinamik sistem gösterimleri Ayrık zaman-fark denklemleri Sürekli zaman-diferansiyel denklemler Fark denklemler ile diferansiyel denklemler arasındaki ilişki nasıl kurulabilir? Türevin tanımı: Dinamik sistem Ayrık zaman Sürekli zaman

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Biliş bilim Cognition: (L. Cognitio, fr. Cognoscere, cognitum, to become acquinted with, know, fr. co-+noscere, gnoscere, to get knowledge of.) 1- act or faculty of knowing 2- the process of knowing; knowledge or capacity for it; also, a product of this process as a perception or notion. Cognition: cognitive mental processes; the intellectual process by which knowledge is gained about perceptions and ideas-distinguished from affection and conation.

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Biliş bilimi nasıl tanımlıyorlar? Aklın ve davranışın bilimi, Aklın nasıl çalıştığının incelenmesi, Akıl ve beynin nasıl bilgiyi edindiğinin ve düzenlediğinin incelenmesi, Akıl nedir? Biliş bilimde ki farklı analiz seviyeleri nelerdir? Davranışsal: girişe karşılık gelen çıkış ne? Fonksiyonel: çıkış nasıl oluşuyor? Fiziksel: çıkışı ne üretiyor? Sorun akıllı makinaların duygularının olup olmayacağı değil, makinaların duyguları olmadan akıllı olup olmayacağıdır. Marvin Minsky The society of mind, 1987

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Biliş bilimde var olan yaklaşımlar nelerdir? Sembolik (Computational) SOAR, EPIC Bağlantıcı (Connectionist) BrainWave, ART ? Dinamik sistem Hibrit ACT-R

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ♦ ELEKTRONİK & HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ Hesaplamalı Sinirbilim Modeller farklı zamansal ve konumsal ölçeklerde süreçleri ele alırlar Ne ile ilgilenir? Biyolojik ve fonksiyonel açıdan, gerçek sinir hücresinin, hücre gruplarının, sinir sistemine ilişkin yapıların fizyolojisini ve dinamik davranışını açıklamayı hedefler. Ne ile ilgilenmez? Bilişsel süreçleri modelleme de yararlanılan ve psikolojideki ilkelere dayalı «bağlantıcı» modeller ve makina öğrenmesi, yapay sinir ağları, hesaplamalı öğrenme teorisi gibi öğrenmeye ilişkin disiplinlerin yaklaşımları ve hedefleri ile ilintili değildir. Connectionist Küçük boyutlu Orta boyutlu Büyük boyutlu Tek hücre dinamiklerinin ele alındığı modeller. Hücre aktivasyonu incelenmekte. Bir grup hücrenin davranışının ele alındığı modeller. Farklı beyin bölgelerinin etkileşimin ele alındığı modeller.