Simulering av visuell oppmerksomhet Jørgen Johansen Veileder: Terje Kristensen

Bakgrunn ”Barn i Bergen”-prosjektet Undersøkelse av barns mentale helse. 331 deltakere. Barn i 2-4 klasse i Bergen og Sund. Intervjuer med barna og foreldrene Test i hukommelse Test i språkkunnskaper Test i oppmerksomhet (267stk) Syns- og hørselstester Tester i fin- og grovmotoriske egenskaper.

Oppmerksomhet (1) Definisjon: Prosessering av utvalgt og konsentrert informasjon. Informasjonsfilter

Oppmerksomhet (2) Mange dimensjoner Skjult og åpen Fokusert og delt Frivillig og ufrivillig Posisjonsbasert og objektbasert

Oppmerksomhet (3) Spotlight-modellen

Oppmerksomhet (4) Delt oppmerksomhet (Stroop-testen) Si fargene høyt; ikke ordene

Visuell oppmerksomhet (1) Tre biologiske nevrale nettverk i hjernen knyttet til oppmerksomhet Varslingsnettverket (alerting network) Orientingeringsnettverket (orienting network) Avgjørelsesnettverket (executive control network)

Visuell oppmerksomhet (2) Varslingsnettverket Aktiveres når det mottas en persepsjon. Nettverket har ansvar for å opprettholde en årvåken tilstand.

Visuell oppmerksomhet (3) Orienteringsnettverket Aktiveres av persepsjonsinput, samt aktivitet i varslingsnettverket. Holder på en ”modell” av den visuelle scenen. Ansvar for selektering av informasjon. Dvs. rette oppmerksomheten mot et spesielt område eller objekt.

Visuell oppmerksomhet (4) Avgjørelsesnettverket Behandler konflikter og tar avgjørelser. Produserer en respons på input-dataene (kontrollerer motor-systemet)

Visuell oppmerksomhet (5)

Oppmerksomhet (6) Flytdiagram

Attention Network Test, ANT (1) En versjon for voksne og en for barn. Benyttet i oppmerksomhetstesten i ”Barn i Bergen”-prosjektet. Svært enkel. Gir likevel mye informasjon.

ANT (2) Gjennomføring av én repetisjon

ANT (3)

ANT (4) Barneversjonen

ANT (5) Testen varer i ca. 15 minutter Mulig å beregne gjennomsnittlig tidsforbruk i hvert av nettverkene. Varsling: ta = RTno - RTdbl Orientering: to = RTcnt – RTspt Avgjørelse: tec = RTinc – RTcon RT er gjennomsnittlig reaksjonstid for den gitte tilstanden.

Formål med oppgaven Lage et system som simulerer oppmerksomhetsprosessen. Konfigurerbart, slik at betingelsene kan endres. Kan produsere ulike resultater. Voksne Barn ADHD … Mulig å finne årsaker/virkninger av hjerneskader ved å endre konfigurasjonen?

Gjennomføring To releaser Sekvensiell modell Forbedret modell Prototype for definering av grensesnitt og relasjoner mellom komponentene. Benyttet prinsipper fra eXtreme Programming. Forbedret modell Parallell prosessering, som hjernens egen virkemåte. Bruk av agenter i et MAS. Benyttet prinsipper fra Unified Process.

Gjennomføring (2) Agentmodellen JADE, Java Agent DEvelopment Framework (http://jade.tilab.com) Agenter Selvstendige programmer Arbeider i samme miljø Kan samarbeide, konkurrere, tilby- og motta tjenester.

Gjennomføring (3) En agent for hver komponent i oppmerksomhetsnettverket. Interaksjon vha. innebygget meldingssystem i JADE. Enkelt å endre implementasjonen av hver agent, uten å endre agentens grensesnitt: Høynivå prosessering Kunstig nevralt nett, bygget etter hjernens egen modell. Enkelt å bytte mellom versjoner av samme agent.

Utfordringer (4) Vanskelig å identifisere alle nødvendige faktorer i prosessen. Standarder innen agentteknologi er i stor grad skreddersydd til business-domenet. Krav til agent-implementasjon og oppførsel. Mange tilpassninger og omveier. Begrense oppgaven.