Modele uczenia się maszynowego do badań przyswajania fonologii przez dzieci
Dzieci rozpoczynają naukę fonotaktyki bardzo wcześnie. W ciągu kilku miesięcy od urodzenia zyskują już wrażliwość na niektóre cechy odróżniające poszczególne języki. Dziecko w wielu 9 miesięcy jest już w stanie rozróżnić sekwencje dźwięków, które są zgodne z fonotaktyką ich języka, od tych, które te zasady łamią. Mogą też odróżniać sekwencje częste od tych, które nie są częste, lecz z punktu widzenia fonotaktyki prawidłowe. Zgodnie z modelem uczenia się na błędach uczące się dziecko przyjmuje pewną hipotezę na temat fonotaktyki dorosłych i stale wprowadza do niej drobne aktualizacje, gdy tylko popełni błąd w ocenie docierającego do niego strumienia danych. Wprawdzie przyjęto ten model uczenia się na zasadzie teorii optymalności, ponieważ jest on poznawczo wiarygodny, jednak nadal brakuje modelu komputerowego, który dokładnie opisywałby takie uczenie się na błędach. Podczas finansowanego przez UE projektu MODACQUPHON (Modeling the acquisition of phonotactics) uzyskano ważne wyniki, potwierdzające hipotezę badawczą o modelu uczenia się na błędach fonologii w układzie ograniczonym. Prace dotyczyły różnych zagadnień fonologii obliczeniowej. Pierwszy dotyczył spójności i konwergencji. Naukowcy badali, czy uczenie się fonotaktyki w modelu uczenia się na błędach jest spójne z danymi rzeczywistymi oraz czy ostatecznym wynikiem jest niepopełnianie błędów i znajomość prawidłowych zasad języka. Inna część projektu dotyczyła zagadnienia bardziej problematycznego od spójności, mianowicie poprawności językowej. Naukowcy chcieli ustalić, czy model rozróżnia prawidłowe dźwięki i połączenia dźwięków od nieprawidłowych oraz czy ostatecznie jest w stanie nauczyć się eliminowania form nieprawidłowych dla języka dorosłych, a więc czy końcowy stan znajomości języka jest zgodny z fonotaktyką jego dorosłych użytkowników. Odnośne zasady fonologiczne ustalane są na podstawie uniwersalnych ograniczników rozbieżności między daną a docelową strukturą fonologiczną — ograniczeń nietypowości i wierności. Naukowcy określili pierwszy zestaw warunków wystarczających do poprawności klasy docelowych wzorców fonotaktycznych, w przypadku których relatywny ranking ograniczników wierności przyczynia się do rozróżnienia między formami prawidłowymi i nieprawidłowymi. Zespół stwierdził też, że model uczenia się na błędach nie w pełni opisuje naukę fonotaktyki u dzieci, chyba że istnieją też ograniczenia dotyczące ograniczników wierności. Niemowlęta uczą się fonotaktyki na etapie rozwoju, w którym nie mają jeszcze dostępu do zmian fonologicznych. Naukowcy twierdzą, że siłą modelu uczenia się na błędach jest nauka tylko form zewnętrznych, przez co nie są wymagane informacje dotyczące form leżących u podstaw. Pomaga to wyjaśnić, w jaki sposób możliwe jest nauczenie się fonotaktyki bez wcześniejszej znajomości fonologii. Projekt MODACQUPHON miał na celu dowiedzenie, że model uczenia się na błędach prawidłowo opisuje uczenie się fonotaktyki u dzieci, zarówno z perspektywy modelowej, jak i obliczeniowej. Wyniki projektu opisano w wielu artykułach naukowych.
Słowa kluczowe
Uczenie się maszynowe, dzieci, nauka języka, fonotaktyka, uczenie się na błędach, MODACQUPHON
