Summary

눈-추적 패러다임 유아 개체 분류에서 언어의 역할을 정의

Published: February 08, 2019
doi:

Summary

여기는 유아 분류의 직접 테스트를 제공 하 고 초기 카테고리 학습에서 언어의 역할을 정의 하는 데 도움이 팸 테스트 패러다임에 대 한 프로토콜 선물이.

Abstract

유아 카테고리 학습 평가 유아 인식의 중요 한 측면 하지만 도전 이다. 팸-테스트 패러다임을 채용 하 여 우리 straightforwardly 찾고 그들의 행동에만 의존 하는 동안 새로운 카테고리를 학습에 유아의 성공을 측정 합니다. 또한, 패러다임 직접 다양 한 연령대 유아 분류에 다른 청각 신호의 영향을 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 우리가 어떻게 2 세 배우는 환경 라벨링의 다양 한 범주 평가: 모든 호텔이 분류 했다 또는 처음 두 개의 호텔이 표시 했다, 하지만 그들은 때 분류 하는 데 실패 하는 경우 2-올해-옜 날 우리의 작업에 범주 성공적으로 배운 아무 호텔이 표시 했다 또는 마지막 두 표본만 표시 했다. 확인 하려면 같은 작업에서 유아의 성공, 연구원 모두는 전반적인 기본 설정 세분화 된 시간-코스 데이터를 제공 하는 눈-추적기를 사용 하 여 각 조건 및 테스트 단계에 걸쳐 보는 유아의 패턴에 유아에 의해 표시를 확인할 수 있습니다. . 따라서, 우리는 언어, 또는 어떤 청각 신호, 유아의 개체 카테고리의 역할을 식별 하는 데 강력한 패러다임 제시 학습.

Introduction

분류는 인간 인식의 기본 빌딩 블록: 유아의 분류 능력 초기에 일찍 등장 하 고 나 이와 함께 점점 더 정교한 되. 1 , 2 , 3 연구는 또한 밝혔다 유아 분류에서 언어에 대 한 강력한 역할: 3 개월, 유아 배울 카테고리 성공적으로 카테고리 정보화는 언어와 결합 하는 경우. 4 , 5 , 6 또한, 첫 해의 끝, 여 유아 숙련 하는 분류에 수 명사 레이블의 역할. 일관 된 레이블 구문으로 카테고리 정보화 페어링 유아 카테고리 중 고유한 레이블을 각 표본에 대 한 제공을 기준으로 학습을 용이 하 게 (“이것은 한 vep!”) (“이것은 vep,” “이것은 dax,” 등) 또는 비 라벨 문구 (“봐이.”). 7 , 8 , 9

그러나 유아의 일상 경험에, 대부분 개체 발생의 가능성이 유지 됩니다 레이블 없는. 아무 교사 유아 훨씬 적은 제공 하는 모든 개체 (예: “에스키모,” “개”, “애완 동물”, “동물”)에 적용 되는 레이블을 보고 모든 개체 레이블을 수 있는. 이 역설을 선물: 어떻게 우리가 레이블 유아 분류에 유아의 일상 생활에서 그들의 상대적인 부족의 힘을 조정할 수 있습니다?

이 질문에 대답, 우리는 어떻게 유아 배울 다른 학습 환경, 레이블 및 레이블 없는 정보화의 혼합물 받을 때 등의 다양 한 범주를 평가 하기 위해 프로토콜을 개발 했다. 특히, 우리가 받는 학습의 시작 부분에도 몇 개 호텔이 분류를 촉진할 수 있다 제안-후속에서 배울 수 유아의 능력을 강화 하 여 뿐만 아니라 정보화를 레이블 없음. 레이블이 없는 정보화의 많은 수에서 학습을 위한 기초 반 감독된 학습 (SSL)의 가족을 산란 기계 학습 분야에서 널리 구현 되었습니다로 레이블이 지정 된 표본 수가 적은 사용 하 여이 전략 알고리즘10,,1112. 물론, 학습 전략 구현 동일 하지 않은 학습자의 다른 종류: 기계 학습에서 알고리즘 일반적으로에 노출 되는 많은 더 많은 표본, 각 표본에 대 한 명시적 추측 하 고 여러 카테고리를 배울 동시에. 그럼에도 불구 하 고, 기계와 유아 학습자 수 있습니다 성공적으로 배울 스파스 라벨 환경에서 새로운 카테고리를 분류, 레이블이 없는 정보화 통합에서 혜택을.

우리의 디자인은 수많은 새로운 카테고리에 대 한 단어를 습득 하는 과정에서 2 세 어린이 반 감독된 학습의이 종류의 가능 여부에 초점을 맞추고. 우리가 사용 하는 표준 유아 분류 측정: 팸 테스트 작업. 이 패러다임에서는 2 세 팸 단계 소설 카테고리에서 정보화의 일련에 노출 되었다. 각 표본 (즉, 한 라벨 또는 비 라벨 문구) 조건에 따라 다른 청각 자극과 결합 했다. 다음, 테스트, 모든 2-올해-옜 날 침묵에 두 개의 새 개체 보았다: 지금-익숙한 카테고리와 소설 범주에서 개체.

2 세는 성공적으로 팸 단계 카테고리를 형성, 그들은 테스트에서 두 개의 표본 간의 구별 해야 합니다. 중요 한 것은, 때문에 중 하나에 대 한 체계적인 선호 소설 또는 익숙한 테스트 이미지 그들을 구별 하는 능력을 반영, 친밀 및 참신 성공적인 분류의 증거로 해석 됩니다. 지정된 된 작업에이 기본 설정의 본질 이다 친숙 환경 덜 효율적인 자극 4,13, 를 처리와 관련 된 자극 물질에 대 한 유아의 처리 효율의 기능 note 14 , 15 , 16 , 17. 직접 개체 분류와 어떻게이 성공 팸 중에 정보화는 정보에 따라 다릅니다에서 유아의 성공 평가를 가능 하 게 침묵에 테스트 단계를 제시. 따라서,이 패러다임 언어 환경 영향 범주 학습의 방법을 다른 종류의 강력한 테스트를 제공합니다. 라벨 반 감독 및 완전히 감독 환경에서 카테고리 학습 향상, 다음 2-올해-옜 날 이러한 조건에서 다른 환경에서 유아 보다 강력한 테스트 환경 설정을 표시 합니다.

Protocol

여기에 설명 된 모든 메서드는 노스웨스턴 대학 기관 검토 위원회에 의해 승인 되었습니다. 1. 자극 생성 참고: 시각적 자극 ( 그림 1참조) 대표 디자인에 사용 되는 원래 개발 되었다 Havy 및 왁 스 먼 (2016)18 아래 보고 하 고 https://osf.io/n6uy8/에서 다운로드할 수 있습니다. 새로운 연속 범주를 만들려면 먼저 소?…

Representative Results

위의 프로토콜을 사용 하 여, 우리는 두 개의 실험22달렸다. 분석은 eyetrackingR 패키지23, 실시 하 고 데이터와 코드 https://github.com/sandylat/ssl-in-infancy에서 구할 수 있습니다. 첫 번째 실험에서 우리는 완벽 하 게 감독된 조건 대조 (n = 24, M나이 = 26.8 모), 정보화, 실험실 조건 표시만 갖춘 (n = 24, M나이 = 26.9 모)만 …

Discussion

여기, 우리 분류에서 라벨의 역할을 평가 하기 위한 절차를 제시. 레이블 및 레이블 없는 정보화의 현실적인 믹스와 함께 2 세를 제시 하 여 우리 아주 어린 아이 반 감독된 환경에서 학습 할 수 성인 및 더 오래 된 아이 들24,25 일 확장을 보여줍니다. . 따라서,이 방법은 위에서 행 세 하는 역설을 해상도 제공 합니다: 몇 개 호텔이 카테고리 학습을 촉발 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

여기에서 보고 된 연구 아동 건강의 국가 학회에 의해 지원 되었다 고 보너스 번호 R01HD083310에서 건강의 국가 학회의 인간 개발 및 국가 과학 재단 대학원 연구 장학금에서 no를 부여 합니다. DGE‐1324585입니다. 내용은 전적으로 저자의 책임 이며 반드시 건강의 국가 학회 또는 국립 과학 재단의 공식 의견을 대표 하지 않는다.

Materials

Final Cut Pro X Apple N/A Video editing, composition software
MorphX Norrkross N/A Image-morphing software
PhotoShop Adobe N/A Image-editing software
R R Core Team N/A Statistical analysis software
T60XL Eyetracker Tobii Pro Discontinued Large, arm-mounted eyetracker suitable for work with infants and children
Tobii Pro Studio Tobii Pro N/A Software directing eyetracker display, data collection

References

  1. Eimas, P. D., Quinn, P. C. Studies on the Formation of Perceptually Based Basic-Level Categories in Young Infants. Child Development. 65 (3), 903-917 (1994).
  2. Madole, K. L., Oakes, L. M. Making sense of infant categorization: Stable processes and changing representations. Developmental Review. 19 (2), 263-296 (1999).
  3. Gelman, S. A., Markman, E. M. Categories and induction in young children. Cognition. 23 (3), 183-209 (1986).
  4. Ferry, A. L., Hespos, S. J., Waxman, S. R. Categorization in 3- and 4-month-old infants: An advantage of words over tones. Child development. 81 (2), 472-479 (2010).
  5. Fulkerson, A. L., Waxman, S. R. Words (but not Tones) Facilitate Object Categorization: Evidence From 6- and 12-Month-Olds. Cognition. 105 (1), 218-228 (2007).
  6. Balaban, M. T., Waxman, S. R. Do words facilitate object categorization in 9-month-old infants?. Journal of Experimental Child Psychology. 64 (1), 3-26 (1997).
  7. Waxman, S. R., Braun, I. Consistent (but not variable) names as invitations to form object categories: New evidence from 12-month-old infants. Cognition. 95 (3), B59-B68 (2005).
  8. Balaban, M. T., Waxman, S. R. An examination of the factors underlying the facilitative effect of word phrases on object categorization in 9-month-old infants. Proceedings of the 20th Boston University Conference on Language Development. 1, 483-493 (1996).
  9. Waxman, S. R., Markow, D. B. Words as invitations to form categories: evidence from 12- to 13-month-old infants. Cognitive Psychology. 29 (3), 257-302 (1995).
  10. Zhu, X. . Semi-supervised learning literature survey. , (2005).
  11. Chapelle, O., Scholkopf, B., Zien, A. . Semi-supervised learning: Adaptive computation and machine learning. , (2006).
  12. Zhu, X., Goldberg, A. B. Introduction to semi-supervised learning. Synthesis lectures on artificial intelligence and machine learning. 3 (1), 1-130 (2009).
  13. Ferry, A. L., Hespos, S. J., Waxman, S. R. Nonhuman primate vocalizations support categorization in very young human infants. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (38), 15231-15235 (2013).
  14. Hunter, M. A., Ames, E. W. A multifactor model of infant preferences for novel and familiar stimuli. Advances in infancy research. , (1988).
  15. Rose, S. A., Feldman, J. F., Jankowski, J. J. Infant visual recognition memory. Developmental Review. 24 (1), 74-100 (2004).
  16. Wetherford, M. J., Cohen, L. B. Developmental changes in infant visual preferences for novelty and familiarity. Child Development. , 416-424 (1973).
  17. Perone, S., Spencer, J. P. Autonomous visual exploration creates developmental change in familiarity and novelty seeking behaviors. Frontiers in psychology. 4, 648 (2013).
  18. Havy, M., Waxman, S. R. Naming influences 9-month-olds’ identification of discrete categories along a perceptual continuum. Cognition. 156, 41-51 (2016).
  19. Althaus, N., Plunkett, K. Timing matters: The impact of label synchrony on infant categorisation. Cognition. 139, 1-9 (2015).
  20. Maris, E., Oostenveld, R. Nonparametric statistical testing of EEG- and MEG-data. Journal of Neuroscience Methods. 164 (1), 177-190 (2007).
  21. Raudenbush, S. W., Bryk, A. S. Hierarchical Linear Models: Applications and Data Analysis Methods. SAGE. , (2002).
  22. LaTourrette, A., Waxman, S. R. A little labeling goes a long way: Semi-supervised learning in infancy. Developmental Science. , e12736 (2018).
  23. Dink, J., Ferguson, B. . eyetrackingR: An R library for eyetracking data analysis. , (2015).
  24. Kalish, C. W., Zhu, X., Rogers, T. T. Drift in children’s categories: When experienced distributions conflict with prior learning. Developmental Science. 18 (6), 940-956 (2015).
  25. Gibson, B. R., Rogers, T. T., Zhu, X. Human semi-supervised learning. Topics in Cognitive Science. 5 (1), 132-172 (2013).
  26. Keates, J., Graham, S. A. Category Markers or Attributes Why Do Labels Guide Infants’ Inductive Inferences?. Psychological Science. 19 (12), 1287-1293 (2008).
  27. Booth, A. E., Waxman, S. R. A horse of a different color: Specifying with precision infants’ mappings of novel nouns and adjectives. Child development. 80 (1), 15-22 (2009).
  28. Perszyk, D. R., Waxman, S. R. Listening to the calls of the wild: The role of experience in linking language and cognition in young infants. Cognition. 153, 175-181 (2016).
  29. Althaus, N., Mareschal, D. Labels direct infants’ attention to commonalities during novel category learning. PLoS ONE. 9 (7), e99670 (2014).
  30. Fulkerson, A. L., Haaf, R. A. The influence of labels, non-labeling sounds, and source of auditory input on 9- and 15-month-olds’ object categorization. Infancy. 4 (3), 349-369 (2003).

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Cite This Article
LaTourrette, A., Waxman, S. R. Defining the Role Of Language in Infants’ Object Categorization with Eye-tracking Paradigms. J. Vis. Exp. (144), e59291, doi:10.3791/59291 (2019).

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