Func%onal Architecture for Social Intelligence October 22, - - PDF document

11/9/14 ¡ 1 ¡

Func%onal ¡Architecture ¡for ¡ Social ¡Intelligence

¡ October ¡22, ¡2014 ¡ Brian ¡Klobucher ¡ Sam ¡Spaulding ¡ ¡

Agenda

• Modularity ¡
• Visual ¡Pathways ¡/ ¡Social ¡PercepCon ¡

11/9/14 ¡ 2 ¡

Modularity

Central ¡Ques%on ¡of ¡Modularity

• Is ¡the ¡mind ¡a ¡single, ¡general ¡purpose ¡machine ¡or ¡mulCple ¡specialized ¡

systems? ¡

11/9/14 ¡ 3 ¡

History ¡of ¡Modularity

• IniCal ¡definiCon ¡(Fodor, ¡1983) ¡
• Narrow ¡and ¡well ¡specified ¡

+ Concrete ¡framework ¡ + Established ¡a ¡conceptual ¡vocabulary ¡ – Too ¡narrow ¡ – Several ¡properCes ¡have ¡since ¡been ¡ abandoned ¡

• Checklist ¡of ¡9 ¡features ¡
• Domain ¡specificity ¡
• EncapsulaCon ¡
• AutomaCcity ¡
• Inaccessibility ¡to ¡consciousness ¡
• Speed ¡
• Shallow ¡outputs ¡
• Fixed ¡neural ¡localizaCon ¡
• CharacterisCc ¡breakdown ¡paYerns ¡

Massive ¡(Func%onal) ¡Modularity

• Modularity ¡
• A ¡natural ¡property ¡whose ¡nature ¡is ¡to ¡be ¡discovered ¡
• Examine ¡the ¡funcCon ¡first, ¡then ¡look ¡for ¡the ¡underlying ¡structure ¡
• What ¡does ¡the ¡mechanism ¡do? ¡
• What ¡was ¡the ¡mechanism ¡designed ¡to ¡do? ¡
• FuncConal ¡specializaCon ¡
• Specific ¡operaCons ¡on ¡input ¡informaCon ¡

f(•) ¡ Inputs ¡ Outputs ¡

11/9/14 ¡ 4 ¡

Evolu%on ¡and ¡Func%onal ¡Modularity

• Natural ¡selecCon ¡
• Shaped ¡the ¡features ¡to ¡saCsfy ¡specific ¡domains ¡
• Specialized ¡informaCon ¡processing ¡
• More ¡effecCve ¡and ¡efficient ¡than ¡generic ¡systems ¡
• Avoids ¡combinatorial ¡explosion ¡(percepCon, ¡linguisCcs, ¡etc.) ¡
• Inputs ¡
• Mechanism ¡consumes ¡relevant ¡informaCon ¡independent ¡of ¡format ¡
• Complementary ¡aspects ¡
• Phobias ¡
• Snakes ¡vs. ¡Electrical ¡outlets ¡

Implica%ons ¡of ¡Func%onal ¡Modularity

• Arguments ¡against ¡funcConal ¡modularity ¡
• Implausible/Impossible ¡on ¡a ¡priori ¡grounds ¡
• ViolaCon ¡of ¡1 ¡of ¡Fodor’s ¡features ¡
• Modularity ¡is ¡more ¡ambiguous ¡and ¡interesCng ¡
• Lacking ¡1 ¡or ¡more ¡modularity ¡features ¡does ¡not ¡disprove ¡modularity ¡
• No ¡single ¡list ¡of ¡necessary ¡and ¡sufficient ¡features ¡can ¡capture ¡all ¡possible ¡

funcCon ¡and ¡structure ¡relaConships ¡

11/9/14 ¡ 5 ¡

Cogni%ve ¡Architecture ¡Arguments

Against ¡ Counterpoint ¡ Modules ¡cannot ¡integrate ¡informaCon ¡from ¡mulCple ¡ sources ¡because ¡they ¡are ¡informaConally ¡isolated ¡ ¡

• AcCvaCon ¡of ¡mulCple ¡areas ¡of ¡the ¡brain ¡when ¡

carrying ¡out ¡a ¡parCcular ¡task ¡

• “Central” ¡systems ¡produce ¡context ¡dependent ¡
• utputs ¡ ¡
• IsolaCng ¡the ¡inputs ¡and ¡contexts ¡to ¡successfully ¡

predict ¡which ¡areas ¡of ¡the ¡brain ¡acCvate ¡

• Ex. ¡Hearing ¡words ¡and ¡seeing ¡lips ¡move ¡for ¡a ¡different ¡phrase ¡
• Ex. ¡Recognizing ¡someone ¡at ¡the ¡office ¡vs. ¡at ¡the ¡mall ¡

Cogni%ve ¡Architecture ¡Arguments

Against ¡ Counterpoint ¡ “Brain ¡plasCcity ¡belies ¡the ¡idea ¡of ¡encapsulated ¡ modularity” ¡(Buller ¡and ¡Hardcastle, ¡2000) ¡ ¡

• Humans ¡possess ¡domain-­‑general ¡mechanisms ¡
• CogniCon ¡is ¡sufficiently ¡versaCle ¡
• Domain-­‑general ¡requires ¡hardwired ¡“pipelines” ¡

and ¡informaCon ¡rouCng, ¡but ¡not ¡all ¡informaCon ¡is ¡ processed ¡this ¡way ¡

• Devices ¡are ¡sensiCve ¡to ¡its ¡specific ¡inputs ¡and ¡

select ¡its ¡inputs ¡from ¡a ¡common ¡pool ¡

• RouCng ¡is ¡not ¡required ¡
• Ex. ¡Eyes ¡and ¡ears ¡are ¡both ¡exposed ¡to ¡light ¡and ¡sound ¡but ¡know ¡which ¡to ¡react ¡to ¡

11/9/14 ¡ 6 ¡

Cogni%ve ¡Architecture ¡Arguments

Against ¡ Counterpoint ¡ No ¡characterisCc ¡input-­‑output ¡relaCon ¡based ¡on ¡past ¡ recurrences ¡can ¡solve ¡novel ¡problems ¡ ¡ ¡

• Every ¡sCmulus ¡is ¡novel ¡in ¡some ¡dimension ¡
• Relevant ¡criteria ¡are ¡more ¡likely ¡to ¡be ¡spaCal ¡as ¡
• pposed ¡to ¡intrinsic ¡
• Conceptual ¡templates ¡can ¡combine ¡various ¡

elements ¡as ¡novel ¡tokens ¡of ¡conceptual ¡types ¡

• Ex. ¡Faces ¡are ¡never ¡seen ¡under ¡the ¡exact ¡same ¡condiCons ¡as ¡before ¡
• ­‑ ¡Can ¡recognize ¡modern ¡devices, ¡even ¡though ¡they ¡are ¡evoluConarily ¡novel ¡

“Modular ¡architectures ¡provide ¡flexibility ¡because ¡they ¡allow ¡components ¡to ¡be ¡assembled ¡and ¡combined ¡in ¡novel ¡ways” ¡

Summary ¡of ¡Modularity

• “Principled ¡theory ¡surrounding ¡the ¡funcCon ¡of ¡the ¡mechanism ¡that ¡

predicts ¡the ¡mediaCng ¡effect ¡of ¡context” ¡

• Understand ¡what ¡the ¡“right” ¡inputs, ¡contexts ¡and ¡outputs ¡are ¡
• Discover ¡the ¡underlying ¡structure ¡
• Consistent ¡with ¡evoluCon ¡

11/9/14 ¡ 7 ¡

Ques%ons

• What ¡is ¡the ¡coordinaCng ¡mechanism ¡for ¡all ¡of ¡these ¡specialized ¡

systems? ¡

• Engineering ¡analogy ¡
• When ¡you ¡build ¡a ¡system ¡out ¡of ¡modular ¡components, ¡you ¡sacrifice ¡speed, ¡or ¡

size ¡because ¡you ¡have ¡to ¡conform ¡to ¡the ¡constraints ¡of ¡the ¡modules. ¡ ¡Is ¡this ¡ the ¡case ¡with ¡the ¡brain? ¡(“Plug-­‑n-­‑play”) ¡

Visual ¡Pathways ¡/ ¡Social ¡ Percep%on