5.13: Mente en Acción

Shakey era un robot de la década de 1960 que utilizaba una variedad de sensores y motores para navegar a través de un ambiente interior controlado (Nilsson, 1984). Lo hizo cargando las lecturas de sus sensores en una computadora central que almacenaba, actualizaba y manipulaba un modelo del mundo de Shakey. Esta representación se utilizó para desarrollar planes de acción para su puesta en práctica, proporcionando el importante relleno para el sándwich clásico de Shakey.

Shakey impresionó en su capacidad para navegar alrededor de obstáculos y mover objetos a las ubicaciones deseadas. Sin embargo, también demostró algunas limitaciones clave del sándwich clásico. En particular, Shakey fue extremadamente lento. Shakey normalmente requirió varias horas para completar una tarea (Moravec, 1999), porque el modelo interno de su mundo era computacionalmente costoso de crear y actualizar. El problema con el ciclo sentido-pensar-actuar en robots como Shakey es que para cuando termine el pensamiento (lento), el plan resultante puede fallar porque el mundo ha cambiado mientras tanto.

La arquitectura de subsunción de la robótica basada en el comportamiento (Brooks, 1999, 2002) intentó resolver tales problemas eliminando el sándwich clásico; era explícitamente antirepresentacional. La lógica de este movimiento radical era que el mundo era su mejor representación (Clark, 1997).

La robótica basada en el comportamiento aprovechó la parábola de la hormiga de Simon (1969), reduciendo las costosas y complejas representaciones internas al reconocer que el mundo externo es un contribuyente crítico al comportamiento. ¿Por qué gastar recursos computacionales en la creación y mantenimiento de un modelo interno del mundo, cuando externamente el mundo ya estaba presente, abierto a ser percibido y a ser actuado? El énfasis de la ciencia cognitiva clásica en las representaciones internas y la planeación fue un fracaso en tomar en serio esta parábola.

Curiosamente, la acción fue más importante para las teorías cognitivas anteriores. Tomemos, por ejemplo, la teoría del desarrollo cognitivo de Piaget (Inhelder & Piaget, 1958, 1964; Piaget, 1970a, 1970b, 1972; Piaget & Inhelder, 1969). Según esta teoría, en su adolescencia los niños alcanzan la etapa de operaciones formales. Las operaciones formales describen habilidades cognitivas a nivel adulto que son clásicas en el sentido de que implican operaciones lógicas sobre representaciones simbólicas. Las operaciones formales implican un pensamiento completamente abstracto, donde se consideran las relaciones entre proposiciones.

Sin embargo, la teoría piagetiana se aparta de la ciencia cognitiva clásica al incluir acciones en el mundo. El desarrollo de las operaciones formales comienza con la etapa sensoriomotora, que implica interacciones directas con objetos en el mundo. En la siguiente etapa preoperativa estos objetos se internalizan como símbolos. A la etapa preoperatoria le siguen operaciones concretas. Cuando el niño se encuentra en la etapa de operaciones concretas, los símbolos son manipulados, pero no en abstracto: las operaciones concretas se aplican a “objetos manipulables (manipulaciones efectivas o inmediatamente imaginables), en contraste con operaciones que tienen que ver con proposiciones o declaraciones verbales simples (lógica de proposiciones )” (Piaget, 1972, p. 56). En definitiva, Piaget enraizó el pensamiento plenamente representativo o simbólico (es decir, las operaciones formales) en la manipulación física del niño de su mundo. “El punto de partida para la comprensión, incluso de los conceptos verbales, siguen siendo las acciones y operaciones del sujeto” (Inhelder & Piaget, 1964, p. 284).

Por ejemplo, la clasificación y seriación (es decir, entidades de agrupación y ordenación) son operaciones que pueden especificarse formalmente mediante lógica o matemáticas. Uno de los objetivos de la teoría piagetiana es explicar el desarrollo de dicha competencia abstracta. Lo hace apelando a acciones básicas sobre el mundo experimentadas antes de la etapa de operaciones formales, “acciones que son bastante elementales: poner las cosas en pilas, separar pilas en lotes, hacer alineamientos, etc.” (Inhelder & Piaget, 1964, p. 291).

Otras teorías del desarrollo cognitivo comparten el énfasis piageto en el papel del mundo, pero elaboran la noción de qué aspectos del mundo están involucrados (Vygotsky, 1986). Vygotsky (1986), por ejemplo, destacó el papel de los sistemas sociales —una conceptualización diferente del mundo externo— en la asistencia al desarrollo cognitivo. Vygotsky utilizó el término zona de desarrollo proximal para definir la diferencia entre la capacidad de un niño para resolver problemas sin ayuda y su capacidad para resolver problemas cuando se le brindaba apoyo o asistencia. Vygotsky fue fuertemente crítico con los enfoques instructivos que no brindaban ayuda a los niños ya que resolvían problemas.

Vygotsky (1986) reconoció que las fuentes de apoyo al desarrollo no se limitaban al mundo físico. Amplió la noción de soporte mundano para incluir factores sociales y culturales: “La verdadera dirección del desarrollo del pensamiento no es del individuo a lo social, sino de lo social al individuo” (p. 36). Por ejemplo, para Vygotsky el lenguaje era una herramienta para apoyar la cognición:

Los conceptos reales son imposibles sin palabras, y pensar en conceptos no existe más allá del pensamiento verbal. Es por ello que el momento central en la formación del concepto, y su causa generativa, es un uso específico de las palabras como 'herramientas' funcionales. (Vygotsky, 1986, p. 107)

Clark (1997, p. 45) escribió: “A menudo podemos resolver problemas mediante 'piggy-backing' en propiedades ambientales confiables. Esta explotación de la estructura externa es a lo que me refiero con el término andamios”. El andamiaje cognitivo, el uso del mundo para apoyar o extender el pensamiento, es característico de las teorías en la ciencia cognitiva encarnada. Clark ve los andamios en el sentido amplio de un mundo o estructura que desciende de la teoría de Vygotsky:

La cognición avanzada depende crucialmente de nuestras habilidades para disipar el razonamiento: difundir el conocimiento y la sabiduría práctica a través de estructuras sociales complejas, y reducir las cargas sobre los cerebros individuales ubicándolos en complejas redes lingüísticas, sociales, políticas e institucionales restricciones. (Clark, 1997, p. 180)

Si bien las teorías del desarrollo de Piaget y Vygotsky se apartan de la típica ciencia cognitiva clásica en su énfasis en la acción y los andamios, son muy tradicionales en otros aspectos. La psicóloga estadounidense Sylvia Scribner señaló que estos dos teóricos, junto con Newell y Simon, compartieron la “preocupación de Aristóteles por modos de pensamiento centrales para la investigación teórica, con operaciones lógicas, conceptos científicos y resolución de problemas en dominios simbólicos”, manteniendo “el alto de Aristóteles estima por el pensamiento teórico y desprecio por lo práctico” (Scribner & Tobach, 1997, p. 338).

La obra propia de Scribner (Scribner & Tobach, 1997) se inspiró en la teoría vygotskiana pero tenía como objetivo ampliar su alcance examinando la cognición práctica. Scribner describió su investigación como el estudio de la mente en acción, porque veía los procesos cognitivos como incrustados en la acción humana en el mundo. Los estudios de Scribner analizaron “las características de la memoria y el pensamiento a medida que funcionan en las actividades más amplias y propositivas que organizan las culturas y en las que participan los individuos” (p. 384). En otras palabras, la cognición cotidiana estudiada por Scribner y sus colegas proporcionó una amplia evidencia de andamios cognitivos: “La resolución práctica de problemas es un sistema abierto que incluye componentes que se encuentran fuera del problema formal, objetos e información en el entorno y metas e intereses del problema solucionador” (pp. 334—335).

Un ejemplo del trabajo de Scribner en mente en acción fue la observación de estrategias de resolución de problemas exhibidas por diferentes tipos de trabajadores en una lechería (Scribner & Tobach, 1997). Se descubrió que una diferencia confiable entre los trabajadores lecheros expertos y los novatos era que los primeros eran más versátiles para encontrar soluciones a los problemas, en gran parte porque los trabajadores expertos eran mucho más capaces de explotar los recursos ambientales. “El entorno físico no determinó el proceso de resolución de problemas sino.. fue arrastrado al proceso a través de la iniciativa obrera” (p. 377).

Por ejemplo, un trabajo necesario en la lechería era armar pedidos. Esto implicó utilizar una copia impresa por computadora del pedido de un conductor de camión mayorista para que los productos se entregaran al día siguiente, para buscar de diferentes áreas de la lechería el número requerido de cajas y cajas parciales de diversos productos para ser cargados en el camión del conductor. Sin embargo, mientras que el pedido del conductor se hizo en términos de unidades individuales (por ejemplo, números particulares de cuartos de galón de leche desnatada, de media pinta de leche de chocolate, etc.), la impresión de computadora convirtió estas unidades individuales en “equivalentes de caja”. Por ejemplo, un conductor podría requerir 20 cuartos de galón de leche desnatada. Sin embargo, una caja contiene sólo 16 cuartos de galón. La copia impresa de computadora para esta parte del pedido sería de 1 + 4, indicando una caja completa más 4 unidades adicionales.

Scribner encontró diferencias entre ensambladores de productos novatos y expertos en la forma en que estos números mixtos de la impresión de computadora se convirtieron en productos reunidos. Los trabajadores novatos tomarían un enfoque puramente aritmético mental. Como ejemplo, considere el siguiente protocolo obtenido de un trabajador novato:

Fue un caso menos seis, así que hay dos, cuatro, seis, ocho, diez, dieciséis (determina cuántos en un caso, señala con el dedo mientras cuenta). Entonces debería haber diez aquí dentro. Dos, cuatro, seis, diez (cuenta unidades a medida que las mueve de lleno a vacío). Un caso menos seis serían diez. (Scribner & Tobach, 1997, p. 302)

En contraste, los trabajadores expertos fueron mucho más propensos a andamiar esta solución de problemas trabajando directamente desde la apariencia visual de los casos, como se ilustra en un protocolo muy diferente:

Me acerqué y visualicé. Sabía que el caso que estaba viendo tenía diez de él, y solo quería ocho, así que solo le agregué dos. Nunca cuento cuando estoy haciendo el pedido, lo hago visual, algo visual ya sabes. (Scribner & Tobach, 1997, p. 303)

También se encontró que los trabajadores expertos alternaban flexiblemente la distribución de andamios y aritmética mental, pero lo hicieron de manera sistemática: cuando se empleaba más aritmética mental, se hacía para disminuir la cantidad de esfuerzo físico requerido para completar el orden. Esto llevó a Scribner a postular una ley del esfuerzo mental: “En el ensamblaje de productos, el trabajo mental se gastará para salvar el trabajo físico” (Scribner & Tobach, 1997, p. 348).

La ley del esfuerzo mental fue el resultado de la observación de Scribner de que los trabajadores expertos en la industria láctea demostraron marcada diversidad y flexibilidad en sus soluciones a los problemas relacionados con el trabajo. Los agentes inteligentes pueden ser flexibles en la manera en que asignan los recursos entre el procesamiento de sense-act y sense-think-act. Ambos tipos de procesos pueden estar en juego simultáneamente, pero pueden aplicarse en diferentes cantidades cuando se encuentra el mismo problema en diferentes momentos y bajo diferentes demandas de tareas (Hutchins, 1995).

Dicho procesamiento flexible de la información es un ejemplo de bricolaje (Lévi-Strauss, 1966). Un bricoleur es un “hombre de trabajo extraño” en Francia.

El 'bricoleur' es experto en realizar una gran cantidad de tareas diversas; pero, a diferencia del ingeniero, no subordina cada una de ellas a la disponibilidad de materias primas y herramientas concebidas y adquiridas para los fines del proyecto. Su universo de instrumentos está cerrado y las reglas de su juego son siempre conformarse con 'lo que esté a la mano'. (Lévi-Strauss, 1966, p. 17)

Bricolage parece muy adecuado para dar cuenta del pensamiento flexible del tipo descrito por Scribner. Lévi-Strauss (1966) propuso el bricolage como alternativa al pensamiento formal, teórico, pero lo arrojó en una luz negativa: “El 'bricoleur' sigue siendo alguien que trabaja con las manos y utiliza medios desviados comparados con los de un artesano” (pp. 16—17). Se requieren medios desviados porque el bricoleur se limita a usar solo aquellos componentes o herramientas que están a la mano. “El ingeniero siempre está tratando de salir e ir más allá de las limitaciones impuestas por un determinado estado de civilización mientras el 'bricoleur' por inclinación o necesidad siempre permanece dentro de ellos” (p. 19).

Recientemente, los investigadores han renovado el interés por el bricolaje y lo han presentado de una manera más positiva que Lévi-Strauss (Papert, 1980; Turkle, 1995). Para Turkle (1995), el bricolage era una especie de intuición, un retoque mental, un diálogo mediado por una interfaz virtual que era cada vez más importante con las GUI visuales de los dispositivos informáticos modernos.

A medida que el centro de gravedad de la cultura informática ha pasado de la programación a tratar con simulaciones de pantalla, los valores intelectuales del bricolaje se han vuelto mucho más importantes... Jugar con simulación anima a las personas a desarrollar las habilidades del dominio suave más informal porque es muy fácil correr '¿Y si?' escenarios y jugar con el resultado. (Turkle, 1995, p. 52)

Papert (1980) argumentó que el bricolaje exige mayor respeto porque puede servir como “un modelo de cómo se construyen las teorías científicamente legítimas” (p. 173).

El bricolaje observado por Scribner y sus colegas al estudiar la mente en acción en la lechería reveló que la cognición práctica es andamiada flexible y creativamente por el entorno de un agente. Sin embargo, muchos de los ejemplos reportados por Scribner sugieren que este andamiaje implica usar el entorno como representación externa o memoria de un problema. Que el entorno pueda ser utilizado de esta manera, como una extensión externalizada de la memoria, no es sorprendente. Toda nuestra cultura impresa —el uso de notas manuscritas, la escritura de libros— ha surgido de una tecnología que sirve como extensión de la memoria (McLuhan, 1994, p. 189): “La impresión proporcionó una vasta memoria nueva para escritos pasados que hicieron inadecuada una memoria personal”.

Sin embargo, el entorno también puede proporcionar un tipo de andamiaje más intrincado. Además de servir como un almacén externo de información, también puede ser explotado para manipular sus datos. Por ejemplo, considere una tarea de navegación naval en la que se va a calcular la velocidad de un barco midiendo hasta dónde ha viajado el buque en un intervalo de tiempo reciente (Hutchins, 1995). Un enfoque interno y representacional para realizar este cálculo sería calcular la velocidad con base en el conocimiento internalizado de álgebra, aritmética y conversiones entre yardas y millas náuticas. Sin embargo, es posible una solución externa más fácil. Es mucho más probable que un navegador dibuje una línea en una representación a tres escalas llamada nomograma. La escala superior de esta herramienta indica la duración, la escala media indica la distancia y la escala inferior indica la velocidad. El usuario marca el tiempo y la distancia medidos en las dos primeras escalas, las une con una línea recta y lee la velocidad desde la intersección de esta línea con la escala inferior. Por lo tanto, la respuesta al problema no se computa tanto como se inspecciona. “Gran parte del cálculo fue realizado por la herramienta, o por su diseñador. La persona de alguna manera podría tener éxito haciendo menos porque la herramienta hizo más” (Hutchins, 1995, p. 151).

La ciencia cognitiva clásica, en su defensa de la teoría representacional de la mente, demuestra una persistencia moderna de la distinción cartesiana entre mente y cuerpo. Su dependencia de la representación mental ocurre a expensas de ignorar las contribuciones potenciales tanto del cuerpo como del mundo de un agente. Las primeras teorías representacionales fueron fuertemente criticadas por su naturaleza inmaterial.

Por ejemplo, consideremos la obra de Edward Tolman (1932, 1948). Tolman apeló a conceptos representacionales para explicar el comportamiento, como su propuesta de que las ratas naveguen y localicen a los reforzadores creando y manipulando un mapa cognitivo. La naturaleza mentalista de las teorías de Tolman fue fuente de duras críticas:

Signos, en la teoría de Tolman, ocasión en la realización de rata, o cognición, o juicio, o hipótesis, o abstracción, pero no ocasionan acción. En su preocupación por lo que pasa en la mente de la rata, Tolman ha descuidado predecir lo que hará la rata. En lo que a la teoría se refiere la rata queda enterrada en el pensamiento; si llega a la caja de comida al final esa es su preocupación, no la preocupación de la teoría. (Guthrie, 1935, p. 172)

Los éxitos posteriores, y el dominio actual, de la teoría cognitiva hacen que tales críticas parezcan pintorescas. Sin embargo, las teorías clásicas están siendo rigurosamente reformuladas por la ciencia cognitiva encarnada.

Los científicos cognitivos encarnados argumentan que la ciencia cognitiva clásica, con su énfasis en la mente incorpórea, no ha logrado capturar aspectos importantes del pensamiento. Por ejemplo, Hutchins (1995, p. 171) señaló que “al no entender la fuente del poder computacional en nuestras interacciones con dispositivos físicos simples 'poco inteligentes', nos posicionamos bien para malgastar oportunidades con las llamadas computadoras inteligentes”. La ciencia cognitiva encarnada propone que la forma moderna de dualismo exhibida por la ciencia cognitiva clásica es un error. Por ejemplo, Scribner esperaba que sus estudios de la mente en acción transmitieran “una concepción de la mente que no es rehén de la escisión tradicional entre la mente y la mano, lo mental y lo manual” (Scribner & Tobach, 1997, p. 307).