Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Individuelle Ankerpunkte helfen bei der Navigation in unbekanntem Terrain

23.09.2011
Heidelberger Wissenschaftler entwickeln Theorie über das Orientierungsverhalten des Menschen

Um sich auf unbekanntem Terrain bewegen zu können, nutzt der Mensch individuelle „Ankerpunkte“, die ihm nach kurzer Zeit eine Orientierung ermöglichen, ohne dass er das gesamte Gelände erkunden muss. Das gilt auch für abstrakte Umgebungen – selbst in der Gedankenwelt eines Wortspiels, wie eine Gruppe junger Informatiker an der Universität Heidelberg zeigen konnte.


Die Abbildung zeigt ein Wort-Netzwerk, in dem die Spieler die Lösung suchen. Zwei Wörter sind jeweils miteinander verbunden, wenn sie sich in nur einem Buchstaben unterscheiden. Beispielsweise enthält das blaue Teilnetzwerk alle Wörter mit einem „a“ in der Mitte. In einem solchen Netzwerk gibt es viele Möglichkeiten vom Ausgangs- zum Endpunkt zu gelangen, aber die Probanden suchen sich jeweils Ankerpunkte für ihre Navigation. Abbildung: Dr. Katharina Zweig

Für ihre Theorie zum Orientierungsverhalten des Menschen verwendeten die Wissenschaftler ein computerbasiertes Spiel mit Wörtern und werteten die Spielverläufe von Probanden mit Hilfe einer Software zur Netzwerk-Analyse aus. Dr. Katharina Zweig vom Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Ruperto Carola arbeitete dabei mit Wissenschaftlern aus Bangalore (Indien) zusammen.

„Anfang der 1990er Jahre berichtete eine Studie, dass Krankenhausschwestern selbst nach zweijähriger Tätigkeit immer wieder die gleichen Wege in einem fünfstöckigen Krankenhaus nutzten, um von A nach B zu gelangen, obwohl sie kürzere Wege kannten“, erläutert Dr. Zweig, die am IWR eine Nachwuchsgruppe leitet. Gemeinsam mit dem indischen Gastwissenschaftler Sudarshan Iyengar vom Indian Institute of Science in Bangalore analysierte die Informatikerin die Spielverläufe eines Wortspiels, das Aufschluss geben sollte über die Frage, warum Menschen immer wieder denselben Weg wählen und wie sie diesen festlegen. Die Forscher interpretieren dabei das Spiel als Simulation einer Umwelt, in der sich der Spieler nur nach bestimmten Regeln bewegen kann und sein Verhalten dadurch analysierbar ist.

Für das Spiel wurden aus dem Oxford Dictionary alle Wörter mit drei Buchstaben ausgelesen und in ein Computerspiel generiert. Aus dieser Sammlung von fast 1.000 Wörtern erhielten die Spieler ein Anfangs- und ein Endwort. Ihre Aufgabe war es, so schnell wie möglich von dem einen zu dem anderen Wort zu gelangen, indem pro Spielzug nur ein Buchstabe getauscht werden darf. Bei der Beobachtung von Testpersonen stellten Dr. Zweig und ihr Team fest, dass nach etwa 15 Spielen jeder Proband sehr viel schneller vom Anfangs- zum Endwort gelangen konnte als zu Spielbeginn. Den Testpersonen fielen die ersten Spielrunden extrem schwer, weil sie mit einer nur wenig effektiven Strategie arbeiteten, wie Dr. Zweig betont. Sie versuchten, zunächst einen Buchstaben des Endwortes in einem neugebildeten Wort unterzubringen, um von dort aus zur Lösung zu gelangen. Sehr viel einfacher kamen sie jedoch zum Ziel, wenn sie immer wieder bestimmte Wörter bildeten, um sich damit durch das Spiel zu navigieren.

Die Spielverläufe, die am Computer erfasst wurden, werteten Katharina Zweig und Sudarshan Iyengar mit Hilfe einer speziellen Software zur Netzwerk-Analyse aus. Die von den Probanden gebildeten Wörter wurden mitgeschrieben und als Punkte in einem Netzwerk möglicher Wörter dargestellt. Damit erhielten die Wissenschaftler eine „Wolke“ aus Punkten, die sich für jede Testperson charakteristisch darstellte. „Nach den Anfangsschwierigkeiten hat sich gezeigt, dass die Spieler ,Lieblingsworte‘ haben, die sie während der Spiele immer wieder bilden. Wir haben diese Worte als Ankerpunkte in dem Wort-Netzwerk identifiziert und analysiert. Dabei konnten wir feststellen, dass die Ankerpunkte nicht immer innerhalb des kürzesten Weges vom Anfangs- zum Endwort liegen, die Spieler aber dennoch damit sehr viel schneller ans Ziel kommen“, erläutert Sudarshan Iyengar.

Die Erklärung der Wissenschaftler dafür ist, dass die Ankerpunkte der Lieblingswörter stets zentral innerhalb des Wort-Netzwerkes angesiedelt sind – und zwar nicht nur in dem Netzwerk des jeweiligen Spiels, sondern im gesamten Netzwerk aller Wörter aus dem Wörterbuch, wie die Auswertungen am Computer gezeigt haben. „Bewegen wir uns auf fremden Terrain, bilden wir uns individuell Stützpunkte, die wir immer wieder aufsuchen, um so schnell wie möglich die Umgebung zu erkunden. Die Ankerpunkte helfen uns also, einen Teil des großen Netzwerkes zu verstehen und eine Lösung zu finden, ohne dass wir das gesamte Netzwerk durchsuchen müssen“, sagt Dr. Zweig.

Für die Publikation „A Network Analysis Approach to Understand the Human Way-finding Problem“ wurde das Team um Katharina Zweig während der diesjährigen Konferenz für Kognitionswissenschaften „CogSci 2011“ Ende Juli von der Cognitive Science Society mit einem Preis ausgezeichnet. Informationen im Internet können unter der Adresse http://www.ninasnet.de und http://www.netz-werker.blogspot.com abgerufen werden.

Originalpublikation:
S. R. Sudarshan Iyengar, Katharina A. Zweig, Abhiram Nataraja & C. E. Veni Madhavan: A Network Analysis Approach to Understand the Human Way-finding Problem

http://csjarchive.cogsci.rpi.edu/proceedings/2011/papers/0648/paper0648.pdf

Kontakt:
Dr. Katharina Zweig
Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen
Telefon (06221) 54-8190
katharina.zweig@iwr.uni-heidelberg.de
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht One step ahead: Adaptive Radarsysteme für smarte Fahrerassistenz
20.09.2018 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

nachricht Virtual Reality ohne Kopfschmerz oder Simulationsübelkeit
19.09.2018 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gesundheitstipps und ein virtueller Tauchgang zu Korallenriffen

20.09.2018 | Veranstaltungen

Internationale Experten der Orthopädietechnik tagen in Göttingen

19.09.2018 | Veranstaltungen

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was Einstein noch nicht wusste

20.09.2018 | Physik Astronomie

One step ahead: Adaptive Radarsysteme für smarte Fahrerassistenz

20.09.2018 | Informationstechnologie

Nanoreaktoren nach natürlichen Vorbildern gebaut

20.09.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics