Elkady, AymanAymanElkady2019-09-192006-06-262006https://fis.uni-bamberg.de/handle/uniba/90Bamberg, Univ., Diss., 2006The Simulation of Action Strategies of Different Personalities in Perspective of the Interaction between Emotions, Motivations, and Cognition (An Experimental Study in the Field of Cognitive Psychology and Artificial Intelligence) Inaugural-Dissertation in der Fakultät Pädagogik, Philosophie und Psychologie der Otto-Friedrich-Universität Bamberg submitted by Ayman Elkady Abstract 1. Introduction: This research investigates the relationship between the theoretical basis of PSI-theory by Dietrich Dörner and the actual performance of subjects in the Island-game (a well-structured problem in an uncertain environment). The study compares the behavior of human subjects and the PSI simulation. The main results show that the PSI agent is not only able to simulate the different strategies of the experimental subjects, but also able to simulate single cases of personality. 2. Participants: A sample of 40 subjects participated in the experiment. The sample of participants was divided into two groups (group A and group B). Each group consisted of twenty participants. While "group A" played an island-game whos resources could be renewed, group B played the non-renewable resources version. 3. Materials: Island game, a computer simulation of a robot, called James, - endowed with several needs (e.g. for energy, for water), was used. The "island" contains numerous locations with different objects that can be manipulated in various ways. Manipulations of the objects can have effects on the robot (e.g. water can be drunk and the need for food is satisfied). Subjects have to control the robot and satisfy his existential needs. Moreover, they have to collect energy-rich-lumps of rock called 'Nucleotides'. 4. Experimental Design and Procedure: At the beginning of the experiment, participants were informed that they took part in a problem-solving experiment. Before beginning the first session, standard instructions for the task were given using Power Point presentation that explained the basic rules of the game and the tasks, namely, to keep the robot alive (e.g. to find enough water and food for the robot) and to collect so-called "Nucleotides". During these periods and all experimental conditions, subjects were allowed to think and speak freely. 5. Results of the experiment: The experiment show that there are no differences between the results of the participants of group A and the results of the participants of group B with respect to the eight dependent variables and the fact that the participants had played the game using different strategies. Therefore, we can assume that in this case the type of environment, whether poor or rich, does not play an important role. Most important is the way (the strategy) the available resources are managed by the actors. We have found these playing strategies: The Nucleotides-First-Strategy: Nucleotides are considered as a main motive and the existential needs of the robot are ignored. Survival-strategy: Existential needs of the robot are considered as a main motive and nucleotides are ignored. The Balance-Between-Motives-Strategy: Some participants made a balance between motives. In other words, some participants were capable of achieving both tasks (saving the robot from breakdowns and collecting nucleotides) by considering all goals of existential needs together with nucleotides. Stereotype-strategy: All goals of the different motives are included and are accompanied by a low selection threshold. 6. Simulation: We proposed that the PSI-program (and of course the theory behind the program) had motives, emotions and cognitive processes similar to those which human participants had in the experiment. Therefore, we set PSI-parameters in way that could simulate and produce the same strategies the subjects used in the experiment. The program was run with varying chance values within the specific range of all parameters. Simulation time had been varied because we discovered that the subjects had different playing-speeds. 7. Results of the simulation: The PSI model can produce the same strategies that the subjects had used during playing the Island game. There are highly significant correlations between PSI's behavioral parameters and the subjects' means for all parameter sets. Moreover, qualitative analyses of the two single cases indicated that PSI can also simulate single case strategies.Die Simulation von Handlungsstrategien unterschiedlicher Persönlichkeiten im Hinblick auf die Interaktion zwischen Emotion, Motivation und Kognition (Eine experimentelle Studie im Rahmen kognitiver Psychologie und künstlicher Intelligenz) Inaugural-Dissertation in der Fakultät Pädagogik, Philosophie und Psychologie der Otto-Friedrich-Universität Bamberg vorgelegt von Ayman Elkady 1. Einleitung: In diesem Artikel geht es um die theoretische Basis der PSI-Theorie von Dietrich Dörner und ihre Bezüge zum konkreten Verhalten von Versuchspersonen auf der "Insel" (ein gut strukturiertes Problem in unbestimmter Umgebung). In der Studie wird menschliches Verhalten mit der PSI-Simulation verglichen. Das Hauptergebnis besteht darin, dass das PSI- Modell nicht nur in der Lage ist, verschiedene Strategien zu simulieren, sondern auch Verhaltensweisen einzelner Versuchspersonen nachzubilden. 2. Teilnehmer: Eine Probandengruppe von 40 Personen nahm am Experiment teil. Die Gruppe wurde unterteilt in zwei Gruppen (A und B). Jede Gruppe bestand aus 20 Personen. Während die "Gruppe A" das Inselspiel mit den sich erneuernden Ressourcen spielte, spielte die "Gruppe B" die Version des Inselspiels ohne sich erneuernde Ressourcen. 3. Untersuchungsmaterial: Das Inselspiel, eine Computer-Simulation eines Roboters, genannt James, - ausgestattet mit mehreren Bedürfnissen, wurde eingesetzt. Auf der Insel befinden sich zahlreiche Orte mit verschiedenen Objekten, die auf verschiedene Weise manipuliert werden können. Diese Manipulationen der Objekte können Effekte auf den Roboter haben. Die Versuchsteilnehmer steuern den Roboter und befriedigen seine existentiellen Bedürfnisse. Außerdem müssen sie energiehaltige Steine sammeln, die sogenannten Nukleotide. 4. Instruktion: Am Anfang des Experiments wurden die Teilnehmer informiert, dass sie an einem Problemlöse-Experiment teilnähmen. Vor der ersten Sitzung wurden Instruktionen für ihre Aufgabe mittels Power-Point-Präsentationen gegeben, die die grundsätzlichen Regeln des Spiels und die Aufgabe erklärten, nämlich den Roboter "am Leben" zu erhalten (z.B. genügend Wasser und Futter für den Roboter zu finden) und "Nukleotide" zu sammeln.. Während dieser Periode und auch der experimentellen Durchführung war es Teilnehmern erlaubt, frei zu denken und zu sprechen. 5. Experimentelles Design und Prozedur: Die Teilnehmer spielten das Spiel in vier aufeinander folgenden Abschnitten. Jeder Abschnitt dauerte 30 Minuten und, um Ermüdungseffekte zu minimieren, wurde nach jedem Abschnitt eine fünf- bis zehnminütige Pause eingeschoben. Die grundlegenden abhängigen Variablen für das Spiel bestanden im Erreichen beider Kriterien (für das Überleben des Roboters zu sorgen und Nukleotide zu sammeln). Zusätzlich wurden acht Charakteristika erfasst, um das individuelle Profil der Teilnehmer zu beschreiben. 6. Ergebnisse des Experiments: Die hauptsächlichen vier Strategien, die gefunden wurden, waren: Nukleotide -Strategie: Nukleotide sind die Hauptziele begleitet von einer hohen Selektschwelle, wobei die Bedürfnisse von James ignoriert wurden oder als Unterziele behandelt wurden. Überlebens -Strategie: Ziele, die die Bedürfnisse von James betreffen, sind hier die Hauptziele (die Teilnehmer versuchen, so viel Wasser, Haselnüsse und Sonnenblumen wie möglich zu finden. Nukleotide sind dabei die untergeordneten Ziele, ebenfalls begleitet von einer hohen Selektschwelle. Balance zwischen den Motiven- Strategie: Nukleotide und Ziele, die die Bedürfnisse des Roboters betreffen, werden parallel bedacht und begleitet von einer mittleren Selektschwelle. Stereotype- Strategie: Alle Ziele werden berücksichtigt und begleitet von einer niedrigen Selektschwelle und einer sehr niedrigen Grundverstärkung. 7. Simulation: Wir nehmen an, dass das PSI-Programm (und natürlich in der Theorie, die hinter dem Programm steht) ähnliche Motive, Emotionen und kognitive Prozesse hat wie die menschlichen Teilnehmer unseres Experiments. Deshalb setzten wir die PSI-Parameter in einer Weise, dass die vier Strategien reproduziert wurden, die die Teilnehmer in unserem Experiment gebrauchten. Das Programm lief mit variierenden Zufallsparametern innerhalb eines spezifischen Ranges aller Parameter. (Vp 28)s Strategie galt dabei als Beispiel für die "Balance zwischen den Motiven-Strategie", während (Vp 38)s Strategie ein Beispiel für die "Stereotype- Strategy" ist. 8. Ergebnisse der Simulation: Um die Hypothesen zu testen, wurden Korrelationen zwischen den ursprünglichen Daten der 20 Teilnehmer und den 20 PSI-Programm-Läufen berechnet. Diese sind hoch signifikant zwischen den PSI-Verhaltensweisen und denen der Versuchspersonen in allen vier Parametersätzen. Das PSI -Modell kann also dieselben Strategien hervorbringen wie die, die auch die Versuchspersonen während ihres Inselspiels benutzten. Die qualitativen Analysen der zwei Einzelfälle zeigten, dass PSI auch einzelne Vorgehensweisen nachbilden kann.engKognitionspsychologie, Künstliche Intelligenz, Intelligente Agenten, PSI-Theorie, DenkstrategienCognitive Psychology, Artificial Intelligence, Intelligent Agents, PSI-Theory, Thinking StrategiesKognitionspsychologieKünstliche IntelligenzIntelligente AgentenPSI-TheorieDenkstrategienCognitive PsychologyArtificial IntelligenceIntelligent AgentsPSI-TheoryThinking Strategies150doctoralthesisurn:nbn:de:bvb:473-opus-914