内外源注意的无人系统智能感知应用研究

针对未来无人系统智能化以及多无人系统协同感知与认知发展需求,亟需解决信息过载以及跨平台多源感知信息融合的科学问题,提出通过研究仿生内源性和外源性注意力的调节作用机理,探索多源注意机制对无人系统智能感知系统调节作用机制,对其映射异构多源感知器与行为决策控制的作用机理进行研究;结合采用脑认知能够联合来自不同感官通道的线索对外部世界中的物体和事件实现快速高效信息过滤和异构多源认知,并采用不同的参照系来表征物体的特征和位置,构建一种基于仿生多源注意机制的智能感知与信息处理框架,对工程化实现无人系统智能感知与认知系统具有一定的设计参考价值。

知觉组织对时序知觉的影响:注意线索的作用

本研究探讨注意线索在知觉组织影响时序知觉中的作用。实验1和实验2采用2(图形朝向:图形对向、图形反向)×2(注意条件:有效线索、无效线索)×9(SOA:0ms、±15ms、±30ms、±45ms、±90ms)的实验设计,分别探讨外源性注意线索、内源性注意线索在知觉组织影响时序知觉中的作用。结果发现,在图形对向和图形反向条件中,被试在有效线索条件比无效线索条件中更倾向于判断注意线索一侧的刺激先出现;但是在有效和无效线索条件中,被试在图形对向条件均比图形反向条件更倾向于判断两个图形同时出现。结果表明,知觉组织对时序知觉的影响受到注意线索的调节,而且外源性和内源性注意线索的作用有差异,但是注意线索不能消除知觉组织对时序知觉的影响。

从浏览到回答:注意力分配视角下问答社区流量转化的组态研究

促进从问题浏览到作答的流量转化对问答社区至关重要。本研究将流量转化视为由问答界面信息线索协同作用的多要素并发过程,以知乎的2085条问题为样本,应用模糊集定性比较分析,从注意力分配视角对问答社区的流量转化进行组态研究,并辅以回归分析。研究发现,高流量转化率问题的组态路径包括低作答竞争-高社会关注刺激与低作答竞争-强社会影响刺激的高可读性问题,与非高流量转化率问题的组态路径并非完全因果对称;知识结构化程度不同的问题实现流量转化的组态存在差异。研究解释问答社区用户从浏览向作答转化过程中的注意力分配,揭示从浏览到回答的流量转化机制,有助于促进知识分享平台流量转化,优化问答界面设计。

内源性注意和外源性注意的ERP研究

内源性注意和外源性注意反映注意指向与集中的自上而下和自下而上的加工。大量事件相关电位的ERP研究考察了内源性注意和外源性注意的神经活动机制。内源性注意诱发了早期N1成分和晚期P300成分,是否诱发P1成分的研究结果不尽一致;外源性注意加强了N1成分、P1成分以及P300成分。研究还表明内源性注意和外源性注意是两种独立的注意系统,以不同的方式影响着脑内的信息加工。

内源性注意与外源性注意对数字加工的不同影响

分别采用内源性注意和外源性注意实验范式,材料为小数(1～4)和大数(6～9)的中文与阿拉伯数字,任务为判断数字是否大于5,考察在注意与非注意条件下不同大小数字加工的距离效应和符号效应.结果发现:⑴在内源性线索和外源性线索的注意条件下,大小数都出现了距离效应;但在非注意条件下,内源性线索时的大小数都出现了距离效应,而外源性线索时只有小数出现了距离效应,大数的距离效应明显减弱或消失.⑵在内源性线索和外源性线索的注意条件下,大小数都没有出现符号效应;但在非注意条件下,大数没有出现符号效应,而小数出现了符号效应(阿拉伯数字的绩效比中文数字差),并且内源性线索时的符号效应强度小于外源性线索.

内源性注意和外源性注意对中小学生SNARC效应的影响

采用内源性注意和外源性注意实验范式,以判断数字奇偶为任务,材料为1～9的阿拉伯数字,考察内源性和外源性线索不同注意条件下中小学生的数字加工SNARC效应。结果发现:(1)内源性线索和外源性线索条件下,中小学生在数字加工任务中所表现出来的SNARC效应随着年龄增长逐渐增大;(2)内源性线索和外源性线索注意条件下,各年级学生均表现出显著的SNARC效应;(3)内源性线索非注意条件下,中学生能够表现出显著的SNARC效应,但小学生的SNARC效应不明显;外源性线索非注意条件下,高中生能够表现出显著的SNARC效应,但小学生和初中生的SNARC效应不明显,说明外源性注意对中小学生数字加工SNARC效应的影响比内源性注意大,且对SNARC效应的影响主要表现在较大的数字8和9上。

内源性注意和外源性注意条件下SOA变化对SNARC效应的影响

以判断数字奇偶为任务,材料为1-9的阿拉伯数字,采用内源性和外源性注意实验范式,考察内源性和外源性线索不同注意条件下SOA对空间数字编码SNARC效应的影响.结果发现:①在内源性线索条件下,随着SOAs增加,SNARC效应逐渐增大,当SOA为900 ms时,SNARC效应最明显;②在外源性线索条件下,当SOA为300 ms时,SNARC效应最显著,随着SOAs增加,SNARC效应逐渐减小.结果表明内源性注意和外源性注意在时间进程发展上的特性对SNARC效应具有显著影响.

内源性注意和外源性注意条件下SOA变化对数字距离效应的影响

采用内源性注意和外源性注意实验范式,材料为小数(1～4)和大数(6～9)的阿拉伯数字,以判断数字是否大于5为任务,考察内源性和外源性线索不同注意条件下SOA对数字距离效应的影响。结果发现:(1)内源性线索条件下,随着SOAs增加,大小数的距离效应逐渐增大,当SOA为900ms时,大小数的距离效应最明显;(2)外源性线索条件下,当SOA为300ms时,大小数的距离效应最显著,随着SOAs增加,大小数的距离效应逐渐减小。

眼睛注视线索提示效应:内源性注意还是外源性注意?

采用改进的Posner视-空间线索提示范式,对眼睛注视线索提示效应(eyes gaze cueing effect)的加工机制进行了探讨。实验一考察注视提示线索对空间Stroop效应的影响;实验二考察注视提示线索对特征抽取和特征整合的影响。实验结果显示:注视线索提示有效时的空间Stroop效应显著大于提示无效的情景;在单一特征搜索与特征联合搜索任务中,注视线索提示效应无差别。这说明,注视线索通过在头脑里形成空间方位表征诱导注意转移;注视线索通过影响特征抽取、而非特征整合阶段,对客体加工产生易化。本研究支持注视线索提示效应属于内源性注意的观点。

内源性注意和外源性注意条件下线索提示有效性对数字距离效应的影响

采用内源性和外源性注意实验范式,考察了内源性和外源性注意不同注意条件下线索提示有效性对数字加工距离效应的影响,材料为小数(1～4)和大数(6～9)的阿拉伯数字,以判断数字是否比5大为任务,结果发现:①内源性注意条件下,当线索提示有效性为80%时,注意和非注意条件下,大、小数都出现了距离效应;当线索提示有效性为50%时,注意条件下,大、小数都出现了距离效应,但非注意条件下,只有小数出现了距离效应,大数的距离效应明显减弱或消失;②外源性注意条件下,无论线索提示有效性为80%还是50%,注意和非注意条件下,大、小数均出现了距离效应.

外源性注意不同线索提示比例对汉字数字SNARC效应的影响

采用Posner的线索实验范式,以判断数字奇偶为任务,材料为"壹"到"玖"的汉字数字,探讨外源性注意条件下不同线索提示比例对汉字数字SNARC效应的影响。结果发现:(1)当有效线索提示为80%时,注意和非注意条件下对汉字数字的加工均出现明显的SNARC效应,尽管在非注意条件下汉字数字出现明显的SNARC效应,但效应的趋势是减弱的,主要表现在大数字(捌和玖)上;(2)当有效线索提示为50%时,在注意和非注意条件下汉字数字都表现出明显的SNARC效应。

内外源提示下学障儿童注意定向的眼动研究

对三、六年级22名学障儿童和22名按年龄、性别和受教育水平匹配的正常儿童在内外源提示下的注意表现进行了眼动研究。结果表明:当内源性提示有效性比例较低时,学障和正常儿童的提示效度效应均不明显;当提示目标间隔时间较长时,外源性提示有效性对各组被试的反应时无显著影响;在内外源性提示下,六年级儿童的绩效好于三年级;学障儿童在反应时间、加工速度上和正常儿童没有显著差异,但在加工广度和策略上不如正常儿童。这些结果表明学障儿童的注意定向和相关的认知加工能力与正常儿童有所差异。

小学阶段儿童外源性注意转移能力发展的研究

目的：主要考察小学阶段儿童外源性注意转移能力的发展趋势及注意转移速度的影响固素。方法：被试为小学一、三、五年级学生，采用注意线索范式探索对62名小学生进行实验研究。结果：（D外源性注意转移能力在三个年级之闻的差异显著（P〈0．001）且呈上升趋势。②干扰项的增多只在三个到五个之间时对注意转移速度的影响效果显著（P〈0．001），在七个干扰项时效果不明显。③SOA在300ms和600ms、300ms和900ms的条件下，注意转移速度差异显著（P〈0．001），而在600ms和900ms的条件下，差异不显著。结论：外源性注意转移能力随着小学阶段儿童年级的升高而提高；外源性注意转移的速度。随着干扰项的增多而提高，SOA的增长而降低。

内、外源提示对探测方块注意影响的实验研究

以方块作为探测刺激,考察内源和外源两种提示条件对其注意加工的影响情况。结果发现,内源注意条件下,内源提示的效果不明显。外源注意条件下,提示在下视野出现时,被试反应明显快于提示在上视野出现;而探测在上视野出现时的反应时反而要短于在下视野出现;外源提示的作用非常明显。实验结果说明,上、下视野探测方块在两种注意条件下的反应情况有所不同。

情绪性注意与外源性注意的竞争作用

注意选择机制并不是一个单一的系统,而是多个具有不同选择标准和功能的复合系统。情绪性注意与外源性注意这两种注意选择过程是否可以同时作用,它们之间是否会相互干扰,抑或某一种注意过程是否占优势?本研究以30名在校大学生为被试,采用经典点探测任务的变式,对50ms和500ms两种SOA条件下,以愉快面孔和恐惧面孔作为情绪性注意的提示线索,对情绪性注意与外源性注意的相互关系进行探讨。发现两种注意是相互竞争的,都对注意产生效应。在短SOA条件下,恐惧面孔作为情绪性提示的线索时,情绪性注意和外源性注意会发生相互作用。而愉快面孔作为情绪性提示线索时,外源性注意更占主导作用。说明恐惧面孔比愉快面孔更能引发情绪性注意;在SOA为500ms时,情绪性注意和外源性注意均不再产生效应。再次说明,这两种注意是反射性、迅速的、自下而上的。

外源性注意与多感觉整合的交互关系

外源性注意与多感觉整合的交互关系是一个复杂且具有争议的研究领域,一直以来备受研究者们关注。为了解释两者间的交互作用机制,本文基于已有研究成果从两方面综述了外源性注意与多感觉整合的交互关系:(1)外源性注意可以通过自下而上的方式调节多感觉整合,包括空间不确定性、感知觉敏感度和感觉通道间信号强度差异三种理论假说;(2)多感觉整合可以调节外源性注意。一方面,来自多感觉通道的刺激能够以自下而上的方式自动整合,整合后的多感觉通道刺激比单通道刺激具有更大的凸显性从而有效地吸引注意。另一方面,整合后的多感觉通道刺激能够作为多感觉信号模板存储于大脑之中,从而在任务中实现自上而下地调节注意捕获。

内外源性空间注意对多感觉整合的影响

本文采用内−外源性空间线索靶子范式,操控内源性线索有效性(有效线索、无效线索)、外源性线索有效性(有效线索、无效线索)、目标刺激类型(视觉刺激、听觉刺激、视听觉刺激)三个自变量。通过两个不同任务难度的实验(实验1:简单定位任务;实验2:复杂辨别任务)来考察内外源性空间注意对多感觉整合的影响。两个实验结果均发现外源性空间注意显著减弱了多感觉整合效应,内源性空间注意没有显著增强多感觉整合效应;实验2中还发现了内源性空间注意会对外源性空间注意减弱多感觉整合效应产生影响。结果表明,与内源性空间注意不同,外源性空间注意对多感觉整合的影响不易受任务难度的调控;当任务较难时内源性空间注意会影响外源性空间注意减弱多感觉整合效应的过程。由此推测,内外源性空间注意对多感觉整合的调节并非彼此独立、而是相互影响的。

颜色相关外源性特征注意与视觉意识的关系

众多意识理论都强调注意在意识的产生过程中起到非常重要的作用,注意选择性地加强刺激相关的神经活动,因此注意带来的知觉增强能够对视觉意识的产生有促进作用。然而,这项观点受到了越来越多的实证证据的挑战。先前研究关注的焦点主要是内源性注意,注意是一个多面的现象,不同类型注意和意识的关系可能并不完全相同。尽管逐渐增加的证据揭示出内源性注意和意识彼此独立,是否在一定的情境下外源性注意和意识也存在相互独立的证据则需要进一步的探索。为了探明上述问题,在本研究中,物理特征相同的刺激仅在一半的试次中是可见的。除此以外,通过调整刺激线索与目标的一致性操纵注意。研究的结果显示出,与颜色相关的外源性注意相关的效应在对微弱运动速度改变方式的辨别正确率以及反应时方面表现出来,实验中并没有发现颜色相关外源性注意与视觉意识的交互作用。我们的结果因此揭示出颜色相关外源性注意在行为水平上可以独立于视觉意识。

线索有效性对社会性注意和外源性注意的影响

目的眼睛注视、头朝向和生物运动方向等社会性线索,对人类的生存和社会交互极为重要。由于社会性线索和外周线索都具有反射性注意定向这一特点,社会性注意往往也被认为属于外源性注意。但是,外源性注意并不能完全解释所有的社会性注意现象。因此,两者是否具有相同的加工机制,尚存在争论。方法本研究使用空间线索范式,系统考察了线索有效性(目标出现在被提示位置的概率)分别对注视线索触发的社会性注意和外周线索触发的外源性注意的影响。结果实验结果发现,随着线索有效性的增加,注视线索和外周线索的线索效应都增强。当线索有效性为0.5或0.8时,两种注意类型的注意效应没有显著性差异。但当线索有效性为0.2时,即线索具有反向预测性时,注视线索与外周线索的线索效应表现出显著差异。注视线索的注意效应仅表现出削弱,但外周线索引发的外源性注意则反而表现出抑制效应,表明社会性注意和经典外源性注意在加工机制上存在不同。结论本研究提供了新的证据表明两种注意过程在和主动注意的交互作用方面存在明显不同,支持两种注意过程至少在一些加工阶段存在相对独立的加工机制的假设,同时也提供了一种从主动注意调节的角度区分两种注意定向过程的新方法。

不同注意条件下的空间-数字反应编码联合效应

考察在无线索、内源性线索与外源性线索时不同符号数字在注意与非注意条件下的空间-数字的反应编码联合效应(Spatial Numerical Association of Response Codes,简称SNARC效应)。采用1到9的中文与阿拉伯数字为材料,以判断数字奇偶为任务。实验结果表明:(1)无线索时注意条件下阿拉伯和中文数字都出现了SNARC效应,而非注意条件下则都没有出现,并且受影响的主要是较大的数字(8、9);(2)外源性线索和内源性线索时,我们得到一个逐渐递减的SNARC效应,受影响的也主要是较大的数字(8、9)。在内源性线索的注意条件阿拉伯和中文数都有SNARC效应,而在非注意条件只有阿拉伯数字有SNARC效应;在外源性线索的注意条件只有阿拉伯数字有SNARC效应,而在非注意条件阿拉伯和中文都没有SNARC效应,说明外源性注意的影响比内源性注意更大,中文数字所受的影响比阿拉伯数字更大。