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Inferencia y Reconstrucción del Mundo

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La percepción no es una copia pasiva del mundo, sino una inferencia activa: el sistema nervioso combina la información sensorial (verosimilitud P(O|E)) con conocimiento previo (prior P(E)) para estimar el estado del mundo P(E|O) mediante la regla de Bayes. Esta visión bayesiana explica ilusiones, constancias perceptuales y efectos del contexto: el cerebro usa expectativas para interpretar datos ambiguos.

La fusión óptima de dos estimadores independientes produce una varianza menor que cualquiera de las dos fuentes individuales: ²_fus < min(², ²). Esto explica por qué dos ojos ofrecen mejor agudeza que uno, por qué el oído binaural localiza mejor que el monoaural, y por qué combinar visión y propiocepción mejora el balance. El cerebro implementa aproximadamente este estimador de mínima varianza.

El modelo generativo g(E,) describe cómo el cerebro predice qué debería ver/oír/sentir dado un estado hipotético del mundo. La percepción según el 'principio de energía libre' de Friston es la minimización continua de la discrepancia entre predicciones y observaciones. Las neuronas de 'error de predicción' en el cortex codifican esta diferencia O - g(E,).

El filtro de Kalman es el estimador lineal óptimo para sistemas dinámicos con ruido gaussiano. La ganancia de Kalman K_t pondera automáticamente cuánto confiar en la nueva observación z_t versus la predicción previa x_t: si el ruido sensorial es bajo (medición fiable), K_t 1 y se confía en la observación; si el ruido es alto, K_t 0 y se confía en la predicción. El cerebro cerebelo implementa mecanismos similares para el control motor.

Estas herramientas estadísticas explican fenómenos como la constancia perceptual (el cerebro corrige automáticamente la iluminación para ver colores constantes), la captura sensorial (la modalidad más fiable domina la percepción fusionada), y los efectos de 'rubber hand illusion' donde el cerebro actualiza su modelo corporal ante evidencia multisensorial coherente.

>Modelo

ID:('ky', 572)


Inferencia y Reconstrucción del Mundo

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Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

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Ecuación
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Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$sigma_{fus}$
sigma_fus
Desviación estándar fusionada
unit
$varepsilon$
epsilon
Error sensorial
unit
$E$
E
Estado del mundo
unit
$hat{x}_t$
x_hat_t
Estimación Kalman actual
unit
$hat{x}_{fus}$
x_hat_fus
Estimado fusionado
unit
$hat{E}$
E_hat
Estimador bayesiano
unit
$hat{x}_1$
x_hat_1
Estimador fuente 1
unit
$hat{x}_2$
x_hat_2
Estimador fuente 2
unit
$P(O)$
P_O
Evidencia
1
$K_t$
K_t
Ganancia de Kalman
1
$sigma_1$
sigma_1
Incertidumbre fuente 1
unit
$sigma_2$
sigma_2
Incertidumbre fuente 2
unit
$H$
H
Matriz de observación
1
$z_t$
z_t
Medición actual
unit
$O$
O
Observación sensorial
unit
$\theta$
theta
Parámetro del modelo generativo
1
$hat{x}_t^-$
x_hat_t_minus
Predicción previa Kalman
unit
$P(Emid O)$
P_E_O
Probabilidad posterior
1
$P(E)$
P_E
Probabilidad previa
1
$P(Omid E)$
P_O_E
Verosimilitud
1
$E_q$
E_q
Energía esperada
J
$F$
F
Energía libre variacional
J
$H_q$
H_q
Entropía aproximada
J

ID:(0, 572)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile