Как разобрать по составу слово «ИЗВЕСТНЫЙ»?

В соста­ве при­ла­га­тель­но­го «извест­ный» вычле­ним все­го две мор­фе­мы: корень и окончание.

Слово «извест­ный» име­ет лек­си­че­ское зна­че­ние «тот, кото­ро­го все зна­ют; выда­ю­щий­ся, обще­при­знан­ный».

Разбор по составу

Морфемный раз­бор этой лек­се­мы нач­нем с выде­ле­ния сло­во­из­ме­ни­тель­ной мор­фе­мы — окон­ча­ния. Чтобы опре­де­лить окон­ча­ние, изме­ним ана­ли­зи­ру­е­мое при­ла­га­тель­ное по родам и числам:

известная картина;

известное сообщение;

известные писатели.

Сравнив фор­мы сло­ва, ука­жем в его мор­фем­ном соста­ве окон­ча­ние -ый, кото­рое, как сло­во­из­ме­ни­тель­ную мор­фе­му, не вклю­ча­ем в осно­ву:

известный

В сло­ве «извест­ный» эле­мен­ты из-, -н- очень похо­жи на при­став­ку и суф­фикс. Но так ли это?

Корень слова «известный»

Чтобы пра­виль­но уста­но­вить мор­фем­ный состав инте­ре­су­ю­щей нас лек­се­мы, вспом­ним, что такое одно­ко­рен­ные сло­ва.   Определить гра­ни­цы кор­ня рас­смат­ри­ва­е­мо­го при­ла­га­тель­но­го помо­жет под­бор род­ствен­ных слов:

известно, известность, неизвестный, неизвестно, неизвестность, безызвестный, безызвестность

Во всех одно­ко­рен­ных сло­вах про­сле­жи­ва­ет­ся общая часть известн-, в кото­рой заклю­че­но их основ­ное лек­си­че­ское зна­че­ние: «обще­при­знан­ный, попу­ляр­ный, при­знан­ный, выда­ю­щий­ся сво­и­ми уме­ни­я­ми, спо­соб­но­стя­ми, талантом».

Следовательно, мор­фем­ный состав ана­ли­зи­ру­е­мо­го при­ла­га­тель­но­го запи­шем в виде сле­ду­ю­щей схемы:

известный  — корень/окончание

Не сле­ду­ет поме­щать в этот ряд слов с кор­нем известн- похо­жие лек­се­мы, свя­зан­ные с вестью:

весть — весточка, вестовой, известие, известить, оповестить

В этом ряду одно­ко­рен­ных слов их глав­ная мор­фе­ма вест- име­ет дру­гое лек­си­че­ское зна­че­ние — «сооб­щить, про­ин­фор­ми­ро­вать, доло­жить, уведомить».

Как видим, зна­че­ние  кор­ней  известн- и вест- раз­лич­ные, хотя когда-то при­ла­га­тель­ное «извест­ный» име­ло пря­мую смыс­ло­вую связь с вестью, но с тече­ни­ем вре­ме­ни при­став­ка и суф­фикс срос­лись с кор­нем и обра­зо­ва­ли кор­не­вую мор­фе­му известн- со сво­им  лек­си­че­ским зна­че­ни­ем, отлич­ным от смыс­ла лек­сем с кор­нем -вест-.

Скачать ста­тью: PDF

Разбор по составу слова «ПРЕКРАСНЫЙ»

Слово «пре­крас­ный» сле­ду­ет разо­брать по соста­ву, ука­зав корень и окончание.

Часть речи слова «прекрасный»

Разбор по соста­ву этой лек­се­мы нач­нем с выяс­не­ния части речи, так как в рус­ском язы­ке сло­во каж­дой части речи име­ет свой набор мини­маль­ных зна­чи­мых частей — мор­фем.

Прекра́сный сего­дня выдал­ся денёк!

Денёк (какой?) прекра́сный.

Это сло­во опре­де­ля­ет суще­стви­тель­ное и обо­зна­ча­ет непо­сред­ствен­ный при­знак пред­ме­та. Значит, это каче­ствен­ное при­ла­га­тель­ное, кото­рое изме­ня­ет­ся по родам и числам:

• пре­красная погода;
• пре­красное самочувствие;
• пре­красные цветы.

Морфемный разбор слова «прекрасный»

Окончание в слове «прекрасный»

Сравним родо­вые фор­мы каче­ствен­но­го при­ла­га­тель­но­го и выде­лим в соста­ве фор­мы един­ствен­но­го чис­ла муж­ско­го рода окон­ча­ние -ый, кото­рое не вхо­дит в основу

 пре­красный.

Корень в слове «прекрасный»

А далее, что­бы опре­де­лить, есть ли в инте­ре­су­ю­щей нас лек­се­ме при­став­ка и суф­фикс, како­вы гра­ни­цы кор­ня, обра­тим­ся к эти­мо­ло­гии (про­ис­хож­де­нию) это­го сло­ва. Оно при­шло из ста­ро­сла­вян­ско­го язы­ка и когда-то, воз­мож­но, часть пре- была при­став­кой и име­ла зна­че­ние «очень»:

«пре-кра́сный» зна­чи­ло «очень кра­си­вый».

Но в совре­мен­ном рус­ском язы­ке эти фор­мен­ные эле­мен­ты в стро­е­нии сло­ва уже не выде­ля­ют­ся. С эти­мо­ло­ги­че­ским кор­нем -крас- срос­лись при­став­ка и суф­фикс.  Вот так обра­зо­ва­лось сло­во, сохра­нив­шее преж­ние лек­си­че­ские зна­че­ния «очень при­вле­ка­тель­ный», «отли­ча­ю­щий­ся необык­но­вен­ной красотой»:

• пре­крас­ный вид из окна;
• пре­крас­ные глаза.

Наряду с ними у этой лек­се­мы появи­лись новые зна­че­ния: «отлич­ный», «заме­ча­тель­ный».

Понаблюдаем:

• прекра́сный чело­век — чело­век, отли­ча­ю­щий­ся сво­и­ми высо­ки­ми душев­ны­ми качествами;
• прекра́сный меха­ник — мастер сво­е­го дела.

Итак, в совре­мен­ном рус­ском язы­ке мини­маль­ная зна­чи­мая часть прекрасн- явля­ет­ся глав­ной мор­фе­мой, или кор­нем, это­го прилагательного.

Запишем мор­фем­ный состав иссле­ду­е­мо­го сло­ва в виде схемы:

пре­красный — корень/окончание.

Скачать ста­тью: PDF

Слова в которых есть приставка корень окончание

Примеры разборов слов, у которых есть все основные морфемы: приставка, корень, суффикс, окончание.

• у бор к а
• у дивл ени е
• у рож ай
• с пут ник
• су мрач н ый
• па’ вод ок
• пере вод чик
• пере вод чиц а
• пере клич к а
• пере лес ок
• пере нос иц а
• пере пис к а
• пере строй к а
• пере ул ок
• по бел к а
• по вед ени е
• по вел ени е
• по дар ок
• под вод ник
• под готов и тельн ый
• под дел к а
• под держ к а
• по дел к а
• под зем н ый

• под одеяль ник
• под окон ник
• по дорож ник
• подо ш л а
• по друж к а
• под свеч ник
• под снеж ник
• по един ок
• по мог л и
• по мощ ник
• по плав ок
• по тём к и
• по ход н ый
• пред гроз ов ой
• пред назнач ени е
• пред назнач енн ая
• пре скуч н ый
• при бреж н ый
• при бы ль
• при врат ник
• при выч к а
• при город н ый
• при гор ок
• при дорож н ый

• при кры л и
• при ман к а
• при мор ск ий
• при нес л и
• при пе в
• при шел ец
• при школь н ый
• про беж к а
• про вод к а
• про вод ник
• про гул к а
• про пис к а
• про пол к а
• об вин ени е
• об уч ени е
• объ един ени е
• объ езд чик
• о пил к и
• о свещ ени е
• от зыв чив ый
• от кры л
• от крыт и е
• от кры т ый

Смотрите примеры слов с разными морфемами:

Или подберите нужные слова с необходимыми частями слова через поиск слов по морфемам.

Здравствуйте, дорогие эксперты сайта!
Ваша команда всегда помогает мне разобрать с тонкостями русского языка. Приведите наглядные примеры слов, в которых присутствует и корень, и приставка, и суффикс.

Здравствуйте, дорогой читатель нашего сайта!
Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте, на котором мы разбираем трудные и спорные вопросы грамматики и пунктуации нашего богатого русского языка.
Вы обратились на наш сайт с целью выяснить и разобраться, какие слова построены по схеме «Приставка+корень+окончание» ? Объясните свой ответ, используя наглядные примеры и термины.
Для начала давайте рассмотрим следующие слова:
1. под-нес у
2. пере-нес-у
3. у-нес-у
4. за-бер-у
5. при-бер-у
6. от-бер-у
7. у-бер-у
Как мы можем заметить, все эти слова построены по одинаковой схеме: « Приставка+корень+окончание «.
На основе наглядных примеров, а также морфологического разбора, можно сделать

следующий вывод о том, что да, действительно, существуют слова, образованные по данной схеме, например заберу, отберу, перенесу и так далее.
На этом наше занятие подошло к концу. Я полагаю, Вы усвоили пройденный урок и сделали вывод, как необходимо анализировать и разбирать слова по составу. Надеюсь, наша команда смогла ответить на все волнующие именно вас вопросы!
Желаем удачи и больших успехов!

Для анализа структуры слова мы можем использовать несколько вариантов разбора слова. Наряду со словообразовательным разбором слова, помогающим определить основу слова и производные от него слова, существует также морфемный разбор слова, предполагающий выделение в слове его корня, приставки, суффикса и окончания. В данном материале я расскажу, как выполнить морфемный разбор нужного нам слова, а также укажу на характерные особенности проведения подобного разбора.

Осуществляем морфемный разбор слов с примерами

Последовательность действий морфемного разбора слова

Выполнение морфемного разбора слова предполагает следование следующему алгоритму:

• Разбираемся, к какой части речи относится анализируемое нами слово;
• Затем выделяем в данном слове его основу и окончание. Для выделения окончания необходимо выполнить склонение нужного слова по падежам. Та часть слова, которая не будет изменяться при склонении, обычно является основой, а изменяемая часть – окончанием. Хотя также бывают ситуации (например, у наречия), когда всё слово будет являться основой без окончания (обычно это бывает тогда, когда слово при склонении не изменяется, например, в случае слов «издали», «тихо» и др.). Чтобы не допустить различных ошибок при выделении основы, почаще заглядывайте в подручный словарь морфем;
• Проанализируйте, входит ли в основу данного слова приставка и суффикс. Для определения суффикса сопоставьте разбираемое слово с однокоренными словами, это позволит выделить формообразующие суффиксы (т.е. суффиксы, которые образуют формы одного и того же слова, например: – время – времени). Затем определитесь с наличием в слове словообразовательных суффиксов (служат для образования новых однокоренных слов, например: — писать – писа-тель). Если затрудняетесь с поиском суффиксов, не стыдитесь обращаться за помощью к уже упомянутому словарю морфем;
• Найдите корень слова. Для нахождения корня подберите однокоренные слова – например, гриб – грибной.
• Теперь отметьте части речи в слове с помощью соответствующих графических обозначений.

Особенности работы с источниками при морфемных разборах

Помните, что при работе с морфемными словарями (в том числе и в сети) разбор одних и тех же слов может быть выполнен по-разному, в зависимости от конкретной школы русского языка, и специфики используемой ею методологии. Существенно может отличаться морфемный разбор слова в школе и университете (в ВУЗе уделяют пристальное внимание этимологии слова), потому в университете могут выделять нулевой суффикс, фиксировать наличие нулевого корня и так далее.

Также могут существенно отличаться морфемные разборы одних и тех же слов в различных словарях (например, в словарях под ред. Ефремовой Т.Ф, и под ред. Тихонова А.Н. отличается морфемный разбор слова «благодарность»). Поскольку споры о единственно правильном разборе слова ещё ведутся, необходимо считать верными оба варианта разбора слова.

Порядок морфемного разбора

Примеры слов с приставкой, корнем, суффиксом и окончанием

Приведём морфемный разбор некоторых слов:

Слово «яблоко»

Часть речи: имя существительное
Состав слова:
яблок — корень,
о — окончание,
яблок — основа слова.

Разбор слова «яблоко»

Слово «каждый»

Часть речи — местоименное прилагательное
Состав слова:
кажд — корень,
ый — окончание,
кажд — основа слова.

Разбор слова «каждый»

Слово «играть»

Часть речи: глагол
Состав слова:
игр — корень,
а, ть — суффиксы,
нет окончания,
игра — основа слова.

Разбор слова «играть»

Слово «ответ»

Часть речи — существительное
Состав слова:
ответ — корень,
нулевое окончание,
ответ — основа слова.

Разбор слова «ответ»

Слово «работать»

Часть речи: глагол
Состав слова:
работ — корень,
а, ть — суффиксы,
нет окончания,
работа — основа слова.

Разбор слова «работать»

Слово «гитара»

Часть речи – имя существительное
Состав слова:
гитар — корень,
а — окончание,
гитар — основа слова.

Разбор слова «гитара»

Слово «ель»

Часть речи – существительное
Состав слова:
ель — корень,
нулевое окончание,
ель — основа слова.

Разбор слова «ель»

Слово «коллекция»
Часть речи — существительное
Состав слова:
коллекци — корень,
я — окончание,
коллекци — основа слова.

Разбор слова «коллекция»

Часть речи: глагол
Состав слова:
пут, ше — корни,
е — соединительная гласная,
ств, ова, ть — суффиксы,
окончания нет,
путешествова — основа слова.

Помните, что «ть» здесь (и в других аналогичных словах) является формообразующим суффиксом и не входит в основу слова, но во многих школьных программах «ть» отмечается как окончание.

Разбор слова «путешествовать»

Данное слово может быть как наречием, так и предлогом.

Состав слова:
в — приставка,
перёд — корень,
нет окончания,
вперёд — основа слова.

Разбор слова «вперёд»

Слово «лучший»
Часть речи – слово прилагательное
Состав слова:
лучш — корень,
ий — окончание,
лучш — основа слова.

Разбор слова «лучший»

Перечень сервисов для анализа слов с приставкой, корнем, суффиксом и окончанием

Также хотели бы обратить внимание читателей на сетевые сервисы, где находятся словари морфем, благодаря которым вы сможете получить информацию о выбранном вами слове:

• Russkiy-na-5.ru – на данном сервисе размещена база с 2300 слов, для которых вы можете просмотреть морфемный разбор. Просто введите требуемое слово в поисковую строку, и при нахождении данного слова вы получите образец его морфемного разбора;
• Odnokorennye-slova-k-slovy.ru – данный сайт являет собой справочный ресурс, на котором вы можете просмотреть морфемный разбор большинства слов, а также подобрать к вашему слову однокоренные слова.
  Работа с сайтом не отличается от аналогов – вы переходите на ресурс, вбиваете нужное слово в строку поиска, и жмёте на кнопку ввода;
• Morphemeonline.ru – ещё один аналогичный сервис, где имеется внушительная база морфемных разборов слов. Работа с сервисом не отличается от работы с сервисами-аналогами.

Рабочее окно сервиса russkiy-na-5.ru

Заключение

Морфемный разбор слова предполагает следование определённому плану, который был изложен нами выше. Учтите, что специфика результатов подобного разбора может отличаться в зависимости от методологии конкретной школы, дифференциируясь даже в словарях различных авторов. Поскольку споры о правильности того или иного морфемного разбора ещё ведутся, рекомендуем использовать один из имеющихся в словарях вариантов разбора – на базовом уровне он будет считаться правильным в любом случае.

иностранный — это… Что такое иностранный?

иностранный — Иноземный, чужестранный, чужеземный, заграничный, заморский, экзотический, внешний. Банк для внешней торговли. .. Ср. туземный. См …   Словарь синонимов

ИНОСТРАННЫЙ — ИНОСТРАННЫЙ, иностранная, иностранное (книжн.). 1. Принадлежащий, свойственный другой стране. Иностранный корабль. Иностранное правительство. Иностранные языки. || Заграничный. Иностранные вина. Иностранные товары. 2. Касающийся ведения внешней… …   Толковый словарь Ушакова

ИНОСТРАННЫЙ — ИНОСТРАННЫЙ, ая, ое. 1. Относящийся к другой стране. И. язык. И. туризм. Иностранные товары. 2. Относящийся к внешней политике. Министерство иностранных дел. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

Иностранный — ■ Увлечение иностранным доказательство либерального направления. ■ Осуждение всего не французского доказательство патриотизма …   Лексикон прописных истин

ИНОСТРАННЫЙ — (МЕЖДУНАРОДНЫЙ) НАБЛЮДАТЕЛЬ представитель иностранной или международной организации, наделенный правом осуществлять в порядке, установленном законом, наблюдение за подготовкой и проведением выборов и референдумов в Российской Федерации …   Юридическая энциклопедия

иностранный — ▲ чужой (индивид) ↑ государство иностранец. иностранный принадлежащий другой стране. иноземец. иноземный (# обычай. # враги). устар: чужеземец. чужеземный. чужестранец. чужестранный. сагиб. закордонный. внешний (# политика). внешнеполитический.… …   Идеографический словарь русского языка

Иностранный — прил. 1. Свойственный другой стране. 2. Принадлежащий другой стране. 3. разг. Изготовленный, купленный за границей; заграничный. 4. Связанный с внешней политикой и торговлей. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

иностранный — иностранный, иностранная, иностранное, иностранные, иностранного, иностранной, иностранного, иностранных, иностранному, иностранной, иностранному, иностранным, иностранный, иностранную, иностранное, иностранные, иностранного, иностранную,… …   Формы слов

иностранный — прил., употр. сравн. часто 1. Предмет, явление, специалиста, организацию и т. д. называют иностранными, если они относятся к другой стране или принадлежат ей. Иностранные языки. | Иностранные инвестиции. | Его недавним изобретением… …   Толковый словарь Дмитриева

иностранный — внутренний местный отечественный родной туземный …   Словарь антонимов

Склонение прилагательных — Методика РКИ для всех

Выбор окончания прилагательного зависит от твёрдости или мягкости предшествующего согласного, а также от места ударения.

КРАСНЫЙ — [н] твёрдый, ударение на основе -> окончание ЫЙ
СИНИЙ — [н] мягкий, ударение на основе -> окончание ИЙ
РОДНОЙ — ударение на окончании -> окончание ОЙ

Иностранцу не всегда легко отличить на слух мягкий согласный от твёрдого, поэтому написание прилагательных нужно запоминать. Носителю русского языка не составляет труда услышать мягкий или твёрдый звук, т.к. этот закон уже заложен в нашей фонетической системе. А вот почти у всех иностранцев возникают проблемы при выборе гласного (ы или и, у или ю, о или е), ведь в их родных языках нет системного (фонематического) различения твёрдых и мягких согласных звуков.

Иностранцам можно предложить запомнить, что большинство основ – твёрдые (т.е. оканчиваются на –ЫЙ). Постепенно, по мере необходимости и по мере того как они появляются в текстах, в учебнике, знакомить их со словами, которые оканчиваются на – НИЙ. Вообще они могут для себя завести какой-нибудь блокнотик со списками прилагательных с определёнными окончаниями для запоминания. Со временем в большей степени разовьётся фонетический слух: иностранец будет лучше различать твёрдое и мягкое произношение. Хотя практика показывает, что даже на высоких уровнях владения русским языком иностранцы периодически путают –и и –ы.

Прилагательные с окончанием -(Н)ИЙ можно сгруппировать по смыслу:

1. Связанные с выражением времени: осенний, зимний, летний, весенний, утренний, вечерний, ранний, поздний, субботний, давний, древний, прошлогодний, новогодний, пятилетний, двухлетний, прежний, последний
НО!: дневной, воскресный

2. Образованные от наречий места и времени: здешний, тамошний, тогдашний, вчерашний, сегодняшний, нынешний, теперешний, завтрашний

3. Выражающие пространственный отношения: дальний, близкий, внутренний, внешний, верхний, нижний, передний, средний, задний, крайний, соседний, ближний

Этими прилагательными список не исчерпывается. Есть ещё синий, домашний, искренний, посторонний, односторонний и др.

При изменении прилагательных по падежам обращаем внимание на следующее.

• Если безударные окончания –ый, -ая, -ое и твёрдая основа, как в словах типа «красивый», в родительном падеже будет окончание -ого / -ой. А также если ударные окончания –ой, -ая, -ое (как в словах большой, родной, скупой; городской, дорогой, плохой, чужой, большой), при склонении слова будут изменяться с -ого / -ой.

• В безударных окончаниях –ий, -ее, -яя (ранний, поздний, горячий) склонение будет происходит по мягкому варианту: -его / -ей.


• В прилагательных с безударным окончанием –ий, -ая, -ое и мягкой основа на К, Г, Х в мужском роде (русский, английский, далёкий, близкий, тихий) будет -ого / ой.

• В словах с безударными –ий, -ая, -ее и твёрдой основой на шипящий (хороший, свежий) будет -его/ -ей.

Смотрите лекцию о прилагательных преподавателя РУДН И.С. Гусевой.
В лекции речь идёт о следующих группах прилагательных:

Ударное окончание

-ОЙ , -АЯ , -ОЕ , -ИЕ

а) после К, Г, Х, Ж, Ш: городскОй, дорогОй, плохОй, чужОй, большОй

б) –ОЙ , — АЯ , -ОЕ , — ЫЕ

Родной, голубой, золотой, живой, простой

Безударное окончание

-ИЙ , -АЯ , -ОЕ , -ИЕ

После К, Г, Х: строгий, русский, тихий

-ИЙ , -АЯ , -ЕЕ , -ИЕ

После Ж, Ш, Ч, Щ: свежий, хороший, могучий, тощий

-ИЙ , -ЬЯ , -ЬЕ, -ЬИ

Притяжательные прилагательные: божий, помещичий, собачий, лисий

Патент США на интерактивный метод и устройство для перевода на иностранный язык. Патент (Патент № 4730270, выданный 8 марта 1988 г.)

Уровень техники

Это изобретение относится к способу и устройству интерактивного перевода на иностранный язык для создания из предложений композиции, слов, фраз, предложений и т.д. на первом естественном языке предложений или композиции на втором естественном языке.

Многочисленные исследования и разработки ведутся в отношении систем для механического перевода композиций с японского на английский или с английского на японский с помощью компьютеров.Эти системы теперь представлены в той форме, в которой они могут быть применены на практике при условии, что предмет для перевода ограничен определенными видами композиций, такими как техническая документация и руководства, а в процессе перевода используются ручные проверки.

Системы перевода предшествующего уровня техники подразделяются на следующие три типа:

Первый тип — это «электронный словарь», в котором просматриваются соответствующие слова.

Второй тип — это перевод сравнительно простых предложений, а также определенных предложений и общих предложений, в которых с примерами этих предложений, ранее сохраненных, части переводимого предложения заменяются другими словами, а затем переводится все предложение.Примером этого второго типа является «электронный переводчик», раскрытый в нерассмотренной публикации японского патента № 56-145461.

Также была предложена система, в которой после предоставления иллюстративных предложений пользователю передаются некоторые изменения в информации и т. Д. Пример этого раскрыт в статье Фукусимы и Ариты «Один из подходов к онлайн-переводу» в Японском обществе обработки информации, Документы 41-5 группы исследования естественного языка (январь.26, 1984).

Третий тип — это перевод сложных предложений любого образца предложения посредством их синтаксического анализа. Пример этого типа раскрыт в нерассмотренной публикации японского патента №55-102071.

У трех вышеперечисленных систем перевода, соответственно, есть следующие проблемы.

Первый тип может переводить составные слова (общие фразы модели существительное плюс существительное) и заданные фразы, но не может составлять композиции и служит только для экономии труда, необходимого для ручного обращения к словарю.

Второй тип может составлять предложения простыми и легкими способами. Однако, поскольку именно пользователь выбирает иллюстративные предложения, работа по выбору усложняется с увеличением количества иллюстративных предложений. Чтобы избежать этого, существуют способы уменьшения количества иллюстративных предложений, которые должны быть выбраны, путем их классификации по областям использования или предоставления переменных терминов подобным иллюстративным предложениям.

Третий тип не требует работы по выбору иллюстративных предложений и, таким образом, позволяет выполнять высококачественные переводы даже с использованием номеров правил перевода и увеличения количества переводимых иллюстративных предложений.Этот тип, однако, имеет очень большие технические трудности из-за сложности естественных языков и поэтому имеет высокую вероятность сбоя при синтаксическом анализе. Когда этот тип системы используется для общих целей, выходная композиция не помещается в определенную форму композиции, а выводится в форме, по существу равной буквальному переводу.

С другой стороны, рефераты и подобные статьи и патенты требуют, чтобы составы содержали необходимую информацию и должны быть переведены на иностранные языки в большом количестве.Такие отрывки часто подвергаются механическому поиску.

Ожидается метод, подходящий для перевода таких документов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью этого изобретения, чтобы преодолеть недостатки или проблемы предшествующего уровня техники, упомянутого выше, является предоставление интерактивного метода перевода на иностранный язык, который позволяет создавать композицию на иностранном языке, аналогичную свободному переводу, и с более высокой степенью совершенствование посредством системы сбора информации исходного предложения о композициях, которые должны быть переведены, таким образом, чтобы отвечать на вопросы, задаваемые системой машинного перевода для создания композиций на иностранном языке, но не посредством системы выбора иллюстративных предложений.

Другой целью этого изобретения является создание интерактивной системы машинного перевода на иностранный язык, которая позволяет создавать композиции на иностранном языке, аналогичные свободному переводу и с более высокой степенью совершенства.

Для достижения вышеуказанных целей аспект этого изобретения характеризуется системой машинного перевода для создания композиции на иностранном языке, имеющей файл словаря, в котором первый естественный язык и второй естественный язык упоминаются друг с другом, и отображение устройство, в котором серия вопросов на первом естественном языке при условии определенной композиции отображается на экране дисплея устройства отображения, собирается информация исходного предложения, отвечающая на вопросы в основном на первом естественном языке, собранная информация исходного предложения подвергается синтаксическому или синтаксическому анализу, и, наконец, на файл словаря делается ссылка на результат синтаксического анализа для создания второй языковой композиции.

Это изобретение также отличается тем, что пользователь вводит информацию исходного предложения как основные слова исходного текста таким образом, чтобы отвечать на вопросы, задаваемые системой машинного перевода, тем самым позволяя самой системе перевода создавать композицию, которая должна быть исходный текст и перевод композиции.

Интерактивный способ и устройство для перевода на иностранный язык в соответствии с настоящим изобретением позволяет выполнять перевод на иностранный язык, аналогичный свободному переводу и с более высокой степенью совершенства, посредством системы, собирающей информацию исходного предложения о композиции, которая должна быть переведена, в таким образом, чтобы отвечать на вопросы, задаваемые системой машинного перевода для составления композиции на иностранном языке, но без системы для выбора иллюстративных предложений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 — блок-схема системы машинного перевода для создания композиции на иностранном языке в соответствии с одним вариантом осуществления этого изобретения;

РИС. 2 показано устройство ввода и устройство отображения, показанные на фиг. 1;

РИС. 3 показывает схему распределения основной памяти, показанной на фиг. 1;

РИС. 4 — блок-схема одного варианта осуществления в соответствии с данным изобретением;

РИС.5 показывает один пример таблицы вопросительных предложений на фиг. 3;

РИС. 6 показывает один пример шаблона синтаксического анализа;

РИС. 7 показывает один пример таблицы правил переноса на фиг. 3;

РИС. 8 показывает один пример потока вопросов и ответов;

РИС. 9 показывает один пример содержимого файла словаря на фиг. 1;

РИС. 10 показывает один пример содержания таблицы информации исходного предложения на фиг. 3;

РИС. 11 — блок-схема одного из вариантов обработки поправок информации исходного предложения; и

РИС.12 показывает один пример отображения завершенного целевого предложения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Один вариант осуществления в соответствии с этим изобретением будет объяснен ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

РИС. 1 — блок-схема системы машинного перевода для создания композиции на иностранном языке (в дальнейшем именуемой просто системой перевода) в соответствии с одним вариантом осуществления этого изобретения. На фиг. 1 цифра 1 обозначает клавиатуру для ввода информации на первом языке и т. Д.оператором; 2 — устройство отображения для отображения целевых предложений, вопросов и т.д .; 3 — ЦП, который служит для выполнения обработки перевода и управления выводом; 4 — основная память, в которой хранятся несколько видов информации, что обеспечивает высокоскоростную передачу данных между ним и ЦП; 5 — файл словаря, в котором есть первый естественный язык и второй естественный язык ссылается друг на друга. 6 представляет собой файл шаблона классифицированного поля, в котором хранится ряд вопросов, составленных в соответствии с шаблоном классификации полей и сделанных на основе предположения, что композиция подходит для соответствующего поля.

РИС. 2 — схематическая диаграмма конструкции клавиатуры 1 и устройства отображения, показанных на фиг. 1. Клавиатура 1 имеет символьные клавиши 1a для ввода кодов символов и функциональные клавиши 1b для ввода из них кодов для выборочного указания функций, требуемых для перевода, сбора информации, необходимой для перевода, и т. Д. Функциональные клавиши включают в себя стартовую клавишу 1b 1. . Устройство отображения отображает выходные данные ЦП 3 на своем экране 2а.

РИС.3 показывает расположение распределений областей памяти в основной памяти 4, показанной на фиг. 1. Основная память 4 включает в себя программу 41 обработки для выполнения алгоритмов перевода, таблицу вопросных предложений, в которой хранится ряд вопросов, исходя из предположения об определенной композиции, таблицу 43 правил синтаксического анализа, в которой правила синтаксического анализа ответов на вопросы, хранятся, таблица 44 информации исходного предложения для хранения информации исходного предложения (ответов), проанализированная таблицей 43 правил синтаксического анализа, таблица 45 правил переноса, в которой хранятся правила для переноса проанализированной языковой информации в целевые предложения, область 46 целевого предложения для хранения целевого предложения и рабочий регистр 47.

Операция обработки этого варианта осуществления будет объяснена ниже. Этот вариант осуществления будет главным образом объяснен применительно к случаю, когда он используется в качестве «английского композитора», который задает вопросы и ответы на японском языке для создания английской композиции. Однако само собой разумеется, что это изобретение может обычно использоваться в качестве композитора на иностранном языке, включая «японского композитора», так что европейцы и американцы могут создавать японские композиции для японцев. Это изобретение может быть применено для перевода между эсперанто, который является искусственным языком, и другими естественными языками.Таким образом, следует отметить, что термин «язык» или «иностранный язык» также подразумевает искусственный язык, такой как эсперанто, в этой спецификации.

На ФИГ. 2 сначала пользователь нажимает кнопку пуска 1b, а затем ЦП 3 запускает программу 41 обработки. Программа 41 обработки выполняет следующие три обработки в своей классификации платы:

1. Сбор информации об исходных предложениях по вопросам и ответам,

2. Отображение информации об исходном предложении и поправках к нему,

3.Генерация целевых предложений и их отображение.

Далее эти обработки будут объяснены подробно.

I Сборник информации об исходных предложениях по вопросам и ответам на них:

РИС. 4 — блок-схема этой обработки.

Сбор информации исходного предложения выполняется таким образом, чтобы получить ответы на заранее подготовленные вопросительные предложения, пример которых показан на фиг. 5. Эти вопросы, как видно из фиг. 5, хранятся в виде таблицы вместе с их номерами (далее — вопрос №), их терминологическая классификация и следующий вопрос №

Весь вопрос состоит из серии вопросительных предложений, составленных на основе определенного состава, как будто, когда прокурор задает подозреваемому наводящие вопросы, чтобы заставить его признать свое преступление, прокурор последовательно получает от подозреваемого информацию, которая вызывает подозреваемый признаться в своем преступлении. Это связано с тем, что состав, созданный для определенной цели, имеет уникальную композиционную структуру, соответствующую назначению.Каждое вопросительное предложение также построено так, чтобы дать ответ, состоящий только из слов, именных фраз или комбинации именных фраз и простых послесловных слов. Отсутствие важных терминов, которое может иметь место в составе, предотвращается путем тщательного изучения структуры вопросительного предложения, чтобы избежать пропуска его составных частей.

Вопросительные предложения могут быть предварительно сохранены в таблице 42 вопросительных предложений, но для обеспечения их универсальности предпочтительно, чтобы с вопросительными предложениями, ранее сохраненными в файле 6 шаблонов классификации полей, они сохранялись в основной памяти после его поле уточнено.

При обработке со ссылкой на фиг. 4 сначала устанавливается значение 1 переменной 1, представляющей номер вопроса (этап 101). Затем вопросительное предложение, имеющее номер вопроса указанной выше переменной (теперь 1), отображается на устройстве 2 отображения (этап 102). Здесь программа 41 обработки ожидает ответа пользователя. Пользователь вводит ответ с клавиатуры 1 в виде слов, дробных фраз или предложений. Программа 41 обработки принимает ответ и анализирует его с использованием содержимого файла 5 словаря и таблицы 43 правил синтаксического анализа (этап 103).

Анализ, когда ответ был получен по числу, соответствующему одному из вариантов ответа, представленных во время задания вопроса, может быть выполнен только путем распознавания числа. В этом варианте осуществления ответ часто обеспечивается только словами, предложениями существительного или комбинацией предложений существительного и простыми послелогическими словами, и поэтому в большинстве случаев синтаксический анализ является простым, что снижает вероятность ошибочного синтаксического анализа.

РИС. 6 показан пример анализа предоставленного ответа.На рисунке подчеркнутые слова — это ключевые слова при синтаксическом анализе, а X и Y — слова, словосочетания с существительными и т. Д., Кроме ключевых слов. Предпочтительно ключевые слова для их отличия от слов или фраз, содержащихся в X, Y, должны быть снабжены информацией различения, например, подчеркнутые выше слова имеют более высокую яркость или другой цвет на экране 2a дисплея при вводе ключевых слов. . Поскольку в этом варианте осуществления объектом синтаксического анализа являются ответы на вопросы, содержание ответов может быть оценено до определенной степени, и, таким образом, вероятность сбоя при синтаксическом анализе снижается.Синтаксический анализ также позволяет составить иноязычную композицию, аналогичную вольному переводу, с более высокой степенью совершенства.

Возвращаясь к РИС. 4, проанализированное содержимое сохраняется в таблице 44 информации исходного предложения (этап 104). Информация исходного предложения извлекается из таблицы 44 информации исходного предложения и переносится в целевые предложения с использованием таблицы 45 правил переноса (этап 105). В качестве системы для передачи простая система, раскрытая в японской не прошедшей экспертизу публикации №56-85722 можно принять.

РИС. Фиг.7 показывает пример таблицы 45 правил переноса в соответствии с системой применения порядка слов и флексий (послесловные слова в случае англо-японского) на основе расположения фраз, принятой в этом варианте осуществления.

Как показано на фиг. 7 входные ответы анализируются, и на основе результатов анализа они сохраняются в терминах SUBJ (субъект), OBJ (объект), GOV (предикат) и т. Д. Что касается первой строки, «ATARASHII (новый ) система машинного перевода »ввод в качестве ответа анализируется и сохраняется в термине OBJ.Расположение входных и выходных фраз зависит от разных грамматиков в японском и английском, т. Е. Во входном японском предикат располагается в конце предложения, как порядок слов субъект + объект + предикат, тогда как в выходном английском предикат следует за субъектом, как за порядком слов субъект + предикат + объект.

Возвращаясь к РИС. 4, переменная i, упомянутая выше, сбрасывается до числа, хранящегося в столбце «№ следующего вопроса». соответствующее i-му предложению вопроса (этап 106).И выполняется проверка, является ли переменная кодом, указывающим «КОНЕЦ», который может отличаться, например, значением -1; если это «КОНЕЦ», обработка сбора информации исходного предложения завершается, а если нет, эта обработка возвращается к этапу 102, а затем необходимая информация исходного предложения последовательно собирается на основе вопросительных предложений, чтобы сделать ранее предполагаемое состав (шаги 102-107).

Один из примеров вопросов и ответов при взаимодействии между системой перевода и пользователем показан на фиг.8.

Ответ в «3» на фиг. 8 и ответ, использованный в объяснении фиг. 7 содержит смесь японского и английского языков. Они различаются по разнице между кодом полного шрифта (16 бит) и кодом половинного шрифта (8 бит), а также по их окружению заранее определенными кодами, чтобы проверить, должны ли они переводиться или выводиться как результаты перевода, как есть. Смешанное расположение японского и английского языков позволяет сократить время поиска файла словаря 5 и т. Д.в случае, когда пользователь лучше знаком с английскими техническими терминами, чем с системой перевода, и дословный перевод приводит к ошибочному переводу или целевое предложение имеет несколько значений, поэтому пользователь должен выбрать одно из них. Таким образом, путем сбора информации исходного предложения для перевода через интерактивную систему и разрешения присутствия целевого языка перевода в информации исходного предложения обеспечивается эффективная машина для составления иностранного языка с эффективно используемыми знаниями пользователя.

Слово «HONYAKUSURU» (перевод) в вопросе № 7 на фиг. 8 формируется из информации, предоставленной ответом на вопрос № 6, с использованием файла 5 словаря, такого как показанный на фиг. 9. Более конкретно, хотя ответ «HONYAKU» (перевод), ответ на вопрос № 6, является существительным, соответствующий глагол «HONYAKUSURU» (переводить) выбирается в результате поиска файла словаря 5 и далее. На основе этого образуется вопрос № 7, включающий глагол. Таким образом, в этом варианте осуществления последующий вопрос задается частично с учетом ответа на предыдущий вопрос, так что множественные вопросы, как показано на фиг.8 может одновременно отображаться на экране 2а дисплея в соответствии с типом вопроса и типом композиции, хотя этот способ отображения не был принят в этом варианте осуществления.

РИС. 10 показывает один пример таблицы 44 информации исходного предложения, представленной естественным языком, в котором информация исходного предложения, предоставленная вопросами и ответами, указанными на фиг. 8 хранится. Содержимое, фактически сохраненное в таблице 44 информации исходного предложения, может быть представлено естественными языками или искусственным языком, таким как эсперанто, или может быть сжатой формой.Сжатая форма может быть логическими выражениями, такими как предикаты в исчислении или логике. Кроме того, когда программа 41 предварительного просмотра способна восстанавливать полную композицию из классификаций элементов и значений по умолчанию, только сами части информации могут быть сохранены в таблице 44 информации исходного предложения. Например, первая строка на фиг. 10 может иметь выражение «Разработать (авторы, новая система машинного перевода)» в предикате или, альтернативно, может иметь дробное выражение «новая система машинного перевода».В конце концов, таблица 44 информации исходного предложения означает накопление существенных слов композиции посредством информации, предоставленной ответами. Таким образом, в этом изобретении основные слова композиции вводятся самими авторами, и накопление вводимых основных слов сохраняется в таблице 44 информации исходного предложения. Следовательно, следует отметить, что при последовательном сохранении данных, хранящихся в таблицу 44 информации исходного предложения во внешнее запоминающее устройство, основные слова композиции, которые применимы к поиску, абстрагированию и т. д.целевого предложения спонтанно накапливаются.

Между прочим, на фиг. 10 информация исходного предложения, соответствующая столбцу «добавление / отмена», отмеченному (+), представляет, что пользователь надеется на дополнительное дополнение к обработке сбора информации исходного предложения с помощью вопросов и ответов на фиг. 8. Это будет объяснено позже.

На ФИГ. 10, части, заключенные в скобки метками [], предварительно сохраняются в таблице 42 вопросительных предложений и т.д. в качестве значений по умолчанию системой перевода.Значения по умолчанию позволяют пользователю сократить трудозатраты на ввод и разрешить добавление информации об исходном предложении, необходимой при переводе с японского, который часто используется без субъектов и объектов, на английский язык. Кроме того, на фиг. 9, как показано в столбце «значение по умолчанию», соответствующем термину «HONYAKU», например, предпочтительно, чтобы слово, необходимое для генерации целевого предложения, сохранялось для случая, который, вероятно, будет опущен, в качестве значения по умолчанию. Более конкретно, в отношении глагола «HONYAKUSURU» (переводить) слово, соответствующее его объективному падежу, часто опускается, так что слово, соответствующее объективному падежу «HONYAKUSURU» (переводить), т.е.е., текст или предложение предварительно сохраняется в столбце «значение по умолчанию», соответствующем термину «HONYAKUSURU» (перевод).

Кроме того, экран 2a отображения устройства 2 отображения на фиг. 2 иллюстрирует целевые предложения, сгенерированные на основе информации исходного предложения, показанной на фиг. 10, но на самом деле это целевое предложение не отображается в этом варианте осуществления (следует отметить, что это целевое предложение не содержит информации исходного предложения, соответствующей столбцу «добавление / отмена», отмеченному «+» или «-» на фиг. .10. Целевое предложение, снабженное соответствующей информацией исходного предложения посредством обработки, упомянутой ниже, показано на фиг. 12, который фактически отображается). Само собой разумеется, что эффективно отображать экран 2а дисплея по фиг. 2, где предполагается, что пользователи в определенной степени способны понимать английский язык.

Программа 41 обработки после сбора информации исходного предложения посредством вопросов и ответов переходит к следующей обработке, описанной ниже.

II Отображение информации об исходном предложении и исправлениях:

РИС. 11 — блок-схема обработки отображения собранной информации для пользователя и ее изменения.

Сначала содержимое таблицы 45 информации исходного предложения отображается на устройстве отображения, причем ответы (информация исходного предложения) классифицируются в соответствии с соответствующими вопросами (этап 201). Здесь программа 41 обработки ожидает, пока пользователь введет данные редактирования для добавления, отмены и исправления для ответа (информации исходного предложения) на каждый вопрос.

Когда пользователь вводит ввод поправок и код, указывающий конец ввода с клавиатуры 1, программа 41 обработки проверяет, были ли внесены поправки (этап 202). В случае добавления содержимое японского текста, указывающего столбцы добавленной информации исходного предложения, анализируется (этапы 204 и 205). В случае исправления — только исправленные части столбца с указанием текста на японском языке или все предложение соответствующего столбца (этапы 206 и 207).Кроме того, в случае добавления соответствующий текст на японском языке переводится, а в случае исправления — повторно (этап 208).

В случае отмены никакая обработка не выполняется (шаги 209 и 210). В этом случае предпочтительно гарантировать, что соответствующая строка не отображается при отображении целевых предложений при распознавании кода «отмены», хранящегося в столбце «добавление / отмена», и может отображаться снова только при восстановлении отмененного приговора ожидается в режиме восстановления.Однако в случае, когда из-за множества добавлений, которые должны быть сделаны, оценивается нехватка емкости таблицы, соответствующий столбец может быть отменен для эффективного использования таблицы 45 информации исходного предложения.

В случае, когда поправки не требуются, никакие поправки к информации исходного предложения, предоставленной соответствующим вопросом, не производятся, и обработка переключается на вопрос следующей строки.

Упомянутые выше обработки выполняются для каждой строки.И когда делается вывод о том, что все отредактированные части были обработаны, изменение информации исходного предложения пользователем считается завершенным. Таким образом, обработка поправки завершена (этапы 203 и 211).

РИС. 12 показывает целевое предложение, включающее результаты обработки II, выполненной, как показано в столбце «добавление / отмена» на фиг. 10.

Кроме того, когда в случае добавления добавляется информация о целевом предложении, принадлежащая той же «классификации элементов», код столбца «классификация элементов», показанный на фиг.10, а также информация о целевом предложении, которое нужно добавить, также вводятся пользователем. Этот код хранится в рабочем регистре 47. Таким образом, на фиг. 10. например, программа 41 обработки распознает, что второй вопрос и третий вопрос попадают в одну и ту же классификацию элементов, так что два предложения объединяются в одно, как подчеркнуто на фиг. 12, хотя второй вопрос дает только целевое предложение, как подчеркнуто на фиг. 2. Как правило, сложно выполнить обработку объединения двух одинаковых предложений в одно, но это может быть выполнено для предложений, предназначенных для ограниченной цели.Например, переводческая машина заранее знает из потока заданных вопросов, что часть, подчеркнутая на фиг. 12 представляет собой краткое изложение технической статьи и объясняет функции разработанной системы. Таким образом, в таком ограниченном случае, подготовив шаблон вывода, в котором только два похожих предложения, дважды подчеркнутые части (a) и (b), считаются поправкой, можно легко объединить два похожих предложения в одно, как подчеркнуто на фиг. 12.

III Генерация целевых предложений и их отображение:

Наконец, программа 41 обработки отображает завершенное целевое предложение на устройстве отображения 2; хотя в этом варианте осуществления целевое предложение было сгенерировано в связи с (1) сбором информации исходного предложения посредством вопросов и ответов и (2) отображением информации исходного предложения и его исправлением, это может быть выполнено после того, как переводимое содержание было решено (в приведенном выше примере после информации исходного предложения, показанной на фиг.10 для обеспечения вывода, показанного на фиг. 12 было решено).

В этом варианте осуществления, как показано на фиг. 10 информация, предоставленная ответами оператора, то есть содержание таблицы 44 языковой информации, объясняется как представленная в форме, аналогичной естественному языку. Если содержимое таблицы 44 информации исходного предложения аналогично логическому выражению, однако правила, содержащиеся в таблице 45 правил переноса, находятся в форме предикатов исчисления предикатов или логики в левой части фиг.7. Кроме того, если таблица 44 информации исходного предложения хранит только части информации, то путем применения правил переноса после того, как они были восстановлены до полных предикатов или предложений, может быть предоставлено переведенное предложение или целевое предложение.

Кроме того, хотя объяснение было сделано при предположении, что в этом варианте осуществления все содержимое таблицы 44 информации исходного предложения, показанной на фиг. 10 переведены как есть, можно составить и предоставить заголовок или заголовок, добавив вопрос о «выборе формы вывода» к вопросам для пользователя (например, пользователь отвечает «+ ABSTRACT» для информации на фиг. .10) и ввод заголовка выходного предложения (в приведенном выше случае «АБСТРАКТ»). Также возможно сделать заголовок даже абстрактным резюме текста на основе содержимого таблицы 44 информации исходного предложения.

Целевое предложение может попасть в определенную длину или диапазон с помощью метода, в котором столбцы «степень важности» предусмотрены в таблице исходных предложений на фиг. 10 пользователю предлагается предварительно ввести длину композиции, например 400 слов целевые предложения составляются по порядку от исходного предложения с более высокой степенью важности, и когда целевое предложение достигает заранее определенной длины, они перестают быть составленными.Если требуется изменить длину однажды составленного целевого предложения, переводимые предложения могут быть удлинены / сокращены в соответствии со степенью их важности, или предложения с сохраненными однажды отмененными кодами могут быть восстановлены для удлинения.

Таким образом, в этом варианте осуществления настоящего изобретения композиция на японском языке, непосредственно созданная пользователем, не переводится, но информация на японском языке собирается из вопросов системой перевода и ответов на них, а также на основе информации, собранной Составление текста на иностранном языке выполняется автоматически системой перевода, поэтому не требуется специальной подготовки для данной системы перевода.

Кроме того, в этом варианте осуществления этого изобретения содержимое таблицы 44 информации исходного предложения, предоставленное ответами оператора, является абстрактным или сутью смысла композиции, созданной авторами. Таким образом, с помощью простых средств будут получены следующие преимущества.

(1) Сохраняя вышеуказанное содержимое в базе данных, создается файл, содержащий более точное содержимое, чем целевые предложения.

(2) Если переводится длинная статья, когда другие операторы вводят в систему перевода вопрос, например.g., «Какой метод раскрывается в этой статье?», система перевода может ответить на вопрос, не выполняя сложной и дорогостоящей операции по синтаксическому анализу всего выраженного текста и последующему извлечению его смысла. Например, на фиг. 10, для ответа достаточно отображения только части классификации 210 элементов.

(3) Почти вся информация, показанная на фиг. 10 (ответы пользователя, как показано на фиг. 8), за исключением того, что информация, подготовленная со значениями по умолчанию, является ключевыми словами завершенного целевого предложения, и поэтому ее использование позволяет легко выполнять автоматическое абстрагирование ключевых слов и автоматическое индексирование.

Важность изучения иностранных языков

Изучение иностранного языка требует много времени и хлопот. Я до сих пор вспоминаю, как в старшей школе и в колледже часами пытался запомнить сотни словарных слов в испанском и японском языках и десятки способов спряжения глаголов. Я до сих пор съеживаюсь, думая о глубоком смущении тех неловких моментов, когда я пытался выразить сложные мысли перед уроками иностранного языка, используя термины уровня детского сада из-за моего ограниченного словарного запаса.Хотя это были трудные времена для моей международной академической подготовки, я, конечно, не жалею об этом. Оглядываясь назад на свою 20-летнюю профессиональную карьеру в сфере государственной политики и международного бизнеса, мое обучение иностранным языкам подготовило и вдохновило меня думать о своем будущем глобально, помогло мне завести хороших друзей по всему миру и открыло мне двери в моей карьере. Короче говоря, изучение иностранных языков не только дало мне возможность общаться с людьми в других странах, но и углубило мое понимание и понимание богатого и сложного мира, в котором мы живем.Сегодня, когда границы мира более прозрачны, чем когда-либо, я считаю, что обучение иностранным языкам должно быть важной частью академической программы любого серьезного студента.

Недавние научные исследования мозга показывают, что изучение иностранных языков делает учащихся в целом умнее. Среди множества преимуществ, он увеличивает умственную концентрацию учащихся, навыки чтения и письма и даже улучшает математические навыки. Не знаю, подскочили ли мои оценки по геометрии или математике из-за того, что я изучал испанский или японский, но это действительно обострило мое критическое мышление и расширило мои взгляды на мир.Это открыло мой разум новым культурам и новым способам мышления. Это дало мне возможность рассматривать иностранные культуры против моих собственных ценностей и традиций и вселило в меня более глубокое уважение к нашему многогранному миру. Благодаря изучению языка я познакомился с другим набором эстетики, кухонь, философии, политики, истории и традиций. Все это обучение в классе, естественно, стало для меня катализатором путешествий и учебы за границу, чтобы еще больше улучшить свое международное образование путем знакомства с иностранными культурами.

Одна из самых приятных частей изучения иностранных языков — это то, что это помогло мне наладить связи с людьми за границей. Удивительно, как меняется восприятие американцев за границей, когда они говорят на языке страны пребывания. Для меня это сразу же изменило то, как люди воспринимали меня из постороннего человека в друга. Хотя изначально мои разговорные навыки были довольно элементарными, это позволило мне быстрее завоевать доверие и установить более крепкие отношения с людьми.По-своему, за счет времени и ресурсов, потраченных на изучение иностранных языков, я оказывал честь родным странам этих языков.

Совсем недавно я осознал, как установление связей посредством изучения иностранных языков может даже спасти жизни. Центр Морин и Майка Мэнсфилд при Университете Монтаны обучает молодых американских военнослужащих, направляющихся в Афганистан, местным языкам и культурам коренных народов. Для многих из этих солдат эти занятия — первое знакомство с мусульманской религией, афганской культурой и языками пуштуна и дари.Посредством языкового и культурного образования одна из многих целей состоит в том, чтобы подготовить этих молодых американцев к солдатским дипломатам в полевых условиях. Выпускники возвращаются из своих туров с рассказами об урегулировании разногласий между афганскими лидерами, убеждении сельских жителей сотрудничать с войсками США и установлении крепких дружеских отношений с местными жителями. Эти молодые, обученные солдаты восстанавливали мир в этих раздираемых войной обществах и помогали восстанавливать страну, чему можно было способствовать только с помощью языка и понимания культур, а не с помощью оружия и бомб.

Наконец, когда люди, информация и капитал перемещаются более свободно, чем когда-либо, способность критически мыслить в разных обществах, общаться на разных языках и устанавливать связи с множеством людей на международном уровне становится как никогда важной. Мир становится более конкурентоспособным, и, к сожалению, американцы отстают.

Когда я путешествую за границу, чтобы посетить иностранные школы и университеты, я быстро вспоминаю, как американские студенты теряют свое преимущество по ряду направлений.Мы, конечно, читаем о том, что студенты в Соединенных Штатах намного уступают своим азиатским и европейским сверстникам по математике и естественным наукам. В дополнение к этим предметам, обучение иностранному языку, возможно, является еще одной областью, в которой американцы также отстают. Эти же зарубежные страны активно обучают своих учеников английскому языку, начиная с начальной школы. Для некоторых американцев это может быть оправданием того, почему гражданам США не нужно изучать другие языки, потому что все в любом случае изучают английский, но это ложное чувство самоуспокоенности.Да, сегодня мы живем в мире, где Соединенные Штаты по-прежнему являются мировым лидером в ряде секторов, но, возможно, мы направляемся в мир будущего, в котором наши дети и внуки больше не будут рассматривать Соединенные Штаты как единственную доминирующую силу. в политике, экономике, бизнесе, науке и / или технологиях. В этой вероятной будущей среде наши многоязычные иностранные конкуренты будут иметь преимущество перед одноязычными американцами.

Короче говоря, если мы серьезно относимся к обучению мировых лидеров завтрашнего дня, нам нужны студенты, которые могут взаимодействовать со многими различными обществами и уметь налаживать сотрудничество между ними.Иностранный язык должен быть важной частью этого начинания. Получение образования на иностранном языке не следует рассматривать как роскошь, к которой стремятся немногие. Скорее, обучение иностранному языку должно быть основным элементом нашего образования и преподавать как можно раньше.

7 техник НЛП, которые изменят ваше общение в будущем (Часть II) | Джеймс Ли

Идея системы ответов на вопросы состоит в извлечении информации непосредственно из документов, разговоров, онлайн-поиска и других источников, которая будет удовлетворять информационные потребности пользователя.Вместо того, чтобы заставлять пользователя читать весь документ, система контроля качества предпочитает давать короткий и сжатый ответ. В настоящее время система QA может очень легко сочетаться с другими системами NLP, такими как чат-боты, а некоторые системы QA даже выходят за рамки поиска текстовых документов и могут извлекать информацию из коллекции изображений.

Фактически, большинство проблем НЛП можно рассматривать как проблему с ответами на вопросы. Парадигма проста: мы отправляем запрос, а машина дает ответ. Прочитав документ или набор инструкций, интеллектуальная система сможет ответить на широкий спектр вопросов.Естественно, мы хотим разработать модель, которую можно будет использовать для общего контроля качества.

Мощная архитектура глубокого обучения, известная как сеть с динамической памятью (DMN), была разработана и оптимизирована специально для задач контроля качества. Имея обучающий набор входных последовательностей (знаний) и вопросов, он может формировать эпизодические воспоминания и использовать их для генерации соответствующих ответов. Архитектура состоит из следующих компонентов:

• Модуль семантической памяти (аналог базы знаний) состоит из предварительно обученных векторов GloVe, которые используются для создания последовательностей вложений слов из входных предложений.Эти векторы будут действовать как входные данные для модели.
• Модуль ввода обрабатывает входные векторы, связанные с вопросом, в набор векторов, называемых фактами . Этот модуль реализован с использованием стробируемого рекуррентного модуля. ГРУ позволяет сети узнать, актуально ли рассматриваемое в настоящее время предложение или не имеет ничего общего с ответом.
• Модуль Question Module обрабатывает вопросительное слово за словом и выводит вектор, используя тот же GRU, что и модуль ввода, и те же веса.И факты, и вопросы закодированы как вложения.
• Модуль памяти эпизодов принимает векторы фактов и вопросов, извлеченные из входных данных и закодированные как вложения. При этом используется процесс, вдохновленный гиппокампом мозга, который может извлекать временные состояния, которые запускаются какой-либо реакцией, например, взглядами или звуками.
• Наконец, модуль ответов генерирует соответствующий ответ. К последнему проходу эпизодическая память должна содержать всю информацию, необходимую для ответа на вопрос.Этот модуль использует другой ГРУ, обученный кросс-энтропийной классификации ошибок правильной последовательности, который затем может быть преобразован обратно в естественный язык.

DMN не только отлично справился с задачами контроля качества, но и превзошел другие архитектуры для анализа тональности и тегирования части речи. С момента своего создания в сети динамической памяти были внесены серьезные улучшения для дальнейшего повышения их точности при ответах на вопросы, в том числе:

• Сети динамической памяти для визуальных и текстовых ответов на вопросы — это в основном DMN, применяемые к изображениям.Его модули памяти и ввода обновлены, чтобы можно было отвечать на визуальные вопросы. Эта модель улучшает состояние многих эталонных наборов данных с визуальными ответами на вопросы без поддержки контроля фактов.
• Динамические сети покрытия для ответов на вопросы решает проблему восстановления от локальных максимумов, соответствующих неправильным ответам. Сначала он объединяет взаимозависимые представления вопроса и документа, чтобы сосредоточиться на соответствующих частях обоих. Затем декодер с динамическим указанием перебирает возможные интервалы ответов.Эта итерационная процедура позволяет модели восстанавливать исходные локальные максимумы, соответствующие неправильным ответам.

Людям очень сложно вручную суммировать большие текстовые документы. Резюмирование текста — это проблема в НЛП создания коротких, точных и понятных резюме для исходных документов. Это стало важным и своевременным инструментом для помощи и интерпретации текстовой информации в современном быстрорастущем информационном веке. С ростом популярности push-уведомлений и дайджестов статей задача создания интеллектуальных и точных резюме для длинных фрагментов текста растет с каждым днем.

Автоматическое суммирование текста работает, сначала вычисляя частоту слов для всего текстового документа. Затем сохраняются и сортируются 100 наиболее употребительных слов. Затем каждое предложение оценивается в зависимости от того, сколько часто встречающихся слов оно содержит, при этом более часто встречающиеся слова имеют большую ценность. Наконец, берутся верхние X предложений и сортируются по их положению в исходном тексте.

Сохраняя простоту и универсальность, алгоритм автоматического резюмирования текста может работать в различных ситуациях, с которыми другие реализации могут столкнуться с трудностями, например, документы, содержащие иностранные языки или уникальные словесные ассоциации, которые не встречаются в стандартных корпуса на английском языке.

Существует два основных подхода к реферированию текста: экстрактивное и абстрактное . Первый извлекает слова и словосочетания из исходного текста для создания резюме. Последний изучает представление на внутреннем языке, чтобы создавать более похожие на людей резюме, перефразируя замысел исходного текста.

Методы экстрактивного обобщения работают путем выбора подмножества. Это делается путем извлечения фраз или предложений из самой статьи для формирования резюме. LexRank и TextRank — хорошо известные извлекающие обобщения. Оба они используют вариант алгоритма Google PageRank.

• LexRank — это неконтролируемый алгоритм на основе графа, который использует косинус, модифицированный IDF, в качестве меры сходства между двумя предложениями. Это сходство используется как вес ребра графа между двумя предложениями. LexRank также включает в себя интеллектуальный этап постобработки, который гарантирует, что главные предложения, выбранные для резюме, не слишком похожи друг на друга.
• TextRank — это алгоритм, аналогичный LexRank с некоторыми улучшениями, такими как использование лемматизации вместо стемминга, включение тегов Part-Of-Speech и Named Entity Resolution, извлечение ключевых фраз из статьи и извлечение сводных предложений на основе этих фраз. Наряду с резюме статьи TextRank также извлекает из статьи значимые ключевые фразы.

Модели для абстрактного реферирования подпадают под более широкое понятие глубокого обучения.Были достигнуты определенные прорывы в реферировании текста с использованием глубокого обучения. Ниже приведены некоторые из наиболее заметных опубликованных результатов некоторых из крупнейших компаний в области НЛП:

• Нейронное внимание Facebook — это архитектура нейронной сети, которая использует основанную на локальном внимании модель, способную генерировать каждое слово резюме при условии входное предложение.
• Модель «последовательность-последовательность» Google Brain соответствует архитектуре кодировщика-декодера. Кодировщик отвечает за чтение исходного документа и кодирование его во внутреннее представление.Декодер — это языковая модель, отвечающая за генерирование каждого слова в итоговой сводке с использованием закодированного представления исходного документа.
• IBM Watson использует аналогичную модель Sequence-to-Sequence, но с вниманием и функциями двунаправленной рекуррентной нейронной сети.

Механизмы внимания в нейронных сетях слабо основаны на механизме визуального внимания, обнаруженном у людей. Зрительное внимание человека хорошо изучено, и, хотя существуют разные модели, все они по сути сводятся к способности сосредоточиться на определенной области изображения с «высоким разрешением», воспринимая окружающее изображение с «низким разрешением», а затем корректировка фокуса с течением времени.

Представьте, что вы читаете эссе целиком: вместо того, чтобы рассматривать каждое слово или символ последовательно, вы подсознательно сосредотачиваетесь на нескольких предложениях с максимальной информационной плотностью и отфильтровываете остальное. Ваше внимание эффективно захватывает контекстную информацию в иерархическом порядке, так что ее достаточно для принятия решений при одновременном сокращении накладных расходов. Механизмы внимания в нейронных сетях слабо основаны на механизме визуального внимания, обнаруженном у людей.

Так почему это важно? Такие модели, как LSTM и GRU, полагаются на чтение полного предложения и сжатие всей информации в вектор фиксированной длины.Это требует сложной разработки функций, основанной на статистических свойствах текста. Предложение, состоящее из сотен слов, представленных несколькими словами, обязательно приведет к потере информации, неадекватному переводу и т. Д.

С помощью механизма внимания мы больше не пытаемся кодировать предложение с полным всплеском в вектор фиксированной длины. Скорее, мы позволяем декодеру обращаться к различным частям исходного предложения на каждом этапе генерации вывода. Мы позволяем модели узнать, на что следует обратить внимание на основе входного предложения и того, что она произвела на данный момент.

Согласно изображению выше из Эффективные подходы к нейронному машинному переводу на основе внимания, синий представляет кодировщик, а красный — декодер, поэтому мы можем видеть, что вектор контекста принимает выходные данные всех ячеек в качестве входных для вычисления распределения вероятностей слов исходного языка. для каждого слова, которое декодер хочет сгенерировать. Используя этот механизм, декодер может захватывать глобальную информацию, а не делать выводы только на основе одного скрытого состояния.

Помимо машинного перевода, модель внимания работает над множеством других задач НЛП.В статье «Показать, присутствовать и рассказать: создание нейронных подписей к изображениям с визуальным вниманием» авторы применяют механизмы внимания к проблеме создания описаний изображений. Они используют сверточную нейронную сеть для кодирования изображения и рекуррентную нейронную сеть с механизмами внимания для генерации описания. Визуализируя веса внимания, они интерпретируют то, на что смотрит модель, генерируя слово:

В грамматике как иностранном языке авторы используют рекуррентную нейронную сеть с механизмом внимания для создания деревьев, разбираемых предложениями.Визуализированная матрица внимания дает представление о том, как сеть генерирует эти деревья:

В книге «Обучающие машины для чтения и понимания» авторы используют рекуррентную нейронную сеть, чтобы прочитать текст, прочитать вопрос и затем дать ответ. Визуализируя матрицу внимания, они показывают, куда смотрит сеть, пытаясь найти ответ на вопрос:

Однако за внимание приходится платить. Нам нужно рассчитать значение внимания для каждой комбинации входного и выходного слова.Если у вас есть входная последовательность из 100 слов и генерируется выходная последовательность из 100 слов, это будет 10 000 значений внимания. Если вы выполняете вычисления на уровне персонажа и имеете дело с последовательностями, состоящими из сотен токенов, вышеупомянутые механизмы могут стать чрезмерно дорогими.

Следует отметить, что в каждой из 7 техник НЛП, которые я обсуждал в этих двух постах, исследователям приходилось сталкиваться с множеством препятствий: ограничениями алгоритмов, масштабируемостью моделей, нечетким пониманием человеческого языка.. Хорошая новость заключается в том, что развитие этой области похоже на гигантский проект с открытым исходным кодом: исследователи продолжают создавать более совершенные модели для решения существующих проблем и делиться своими результатами с сообществом. Вот основные препятствия в НЛП, которые были разрешены благодаря недавнему прогрессу академических исследований:

• Не существует единой модели архитектуры с согласованными современными результатами по задачам . Например, при ответе на вопрос мы имеем строго контролируемые сквозные сети памяти; в Анализе настроений у нас есть Tree-LSTM; а в Sequence Tagging у нас есть Bidirectional LSTM-CRF.Сеть динамической памяти, о которой я упоминал ранее в разделе «Ответы на вопросы», каким-то образом решает эту проблему, поскольку она может стабильно работать в нескольких доменах.
• Мощным подходом в машинном обучении является многозадачное обучение , которое разделяет представления между связанными задачами, чтобы позволить модели лучше обобщить исходную задачу. Однако полностью совместное многозадачное обучение сложно, поскольку оно обычно ограничено нижними уровнями, полезно только в том случае, если задачи связаны (часто снижает производительность, если задачи не связаны), и имеет тот же декодер / классификатор в предлагаемой модели.В статье «Совместная многозадачная модель: развитие сети для нескольких задач НЛП» авторы заранее определяют иерархическую архитектуру, состоящую из нескольких задач НЛП, в качестве совместной модели для многозадачного обучения. Модель включает символьные n-граммы и короткие замыкания, а также современный синтаксический анализатор с прямой связью, способный выполнять синтаксический анализ зависимостей, задачи с несколькими предложениями и совместное обучение.
• Обучение с нулевым выстрелом — это способность решать задачу, несмотря на отсутствие обучающих примеров этой задачи.Существует не так много моделей, способных выполнять нулевое обучение для НЛП, поскольку ответы можно предсказать, только если они были замечены во время обучения и как часть функции softmax. Чтобы преодолеть это препятствие, авторы Pointer Sentinel Mixture Models объединили стандартный LSTM softmax с Pointer Networks в смешанной модели. Сети указателей помогают с редкими словами и долгосрочными зависимостями, в то время как стандартный softmax может ссылаться на слова, которых нет во входных данных.
• Другой проблемой является проблема дублированных представлений слов , где разные кодировки для кодера и декодера в модели приводят к дублированию параметров / значений.Самое простое решение для этого — связать векторы слов вместе и обучить отдельные веса вместе, как показано в разделе «Связывание векторов слов и классификаторов слов: структура потерь для языкового моделирования».
• Еще одним большим препятствием является то, что рекуррентные нейронные сети, основной строительный блок для любых техник глубокого НЛП, довольно медленны по сравнению, скажем, с сверточными нейронными сетями или нейронными сетями с прямой связью. Квази-рекуррентные нейронные сети используют лучшие части RNN и CNN для повышения скорости обучения, используя свертки для параллелизма во времени и поэлементную стробированную рекуррентность для параллелизма по каналам.Этот подход лучше и быстрее любых других моделей языкового моделирования и анализа настроений.
• Наконец, в NLP, поиск архитектуры — процесс использования машинного обучения для автоматизации проектирования искусственных нейронных сетей — довольно медленный, поскольку традиционный ручной процесс требует большого опыта. Что, если бы мы могли использовать ИИ, чтобы найти правильную архитектуру для любой проблемы? Поиск нейронной архитектуры с обучением с подкреплением от Google Brain — наиболее жизнеспособное решение, разработанное на данный момент.Авторы используют рекуррентную сеть для создания описаний моделей нейронных сетей и обучения этой RNN с помощью обучения с подкреплением, чтобы максимизировать ожидаемую точность сгенерированных архитектур на проверочном наборе.

Итак, поехали! Я показал вам краткое изложение основных методов обработки естественного языка, которые могут помочь компьютеру извлекать, анализировать и понимать полезную информацию из одного текста или последовательности текстов.

От машинного перевода, объединяющего людей разных культур, до разговорных чат-ботов, которые помогают в обслуживании клиентов; от анализа настроений, который глубоко понимает настроение человека, до механизмов внимания, которые могут имитировать наше визуальное внимание, область НЛП слишком обширна, чтобы охватить ее полностью, поэтому я рекомендую вам изучить ее дальше, будь то через онлайн-курсы, учебные материалы для блогов, или исследовательские работы.

Я настоятельно рекомендую Stanford CS 224 для начинающих, так как вы научитесь реализовывать, обучать, отлаживать, визуализировать и изобретать собственные модели нейронных сетей для задач НЛП. В качестве бонуса вы можете получить все слайды лекций, инструкции по выполнению заданий и исходный код из my GitHub repo . Я надеюсь, что это поможет вам изменить то, как мы будем общаться в будущем!

Если вам понравилась эта вещь, я бы хотел, чтобы вы нажали кнопку хлопка 👏 , чтобы другие могли наткнуться на нее.Вы можете найти мой собственный код на GitHub и другие мои работы и проекты на https://jameskle.com/ . Вы также можете подписаться на меня в Twitter , написать мне напрямую или найти меня в LinkedIn . Подпишитесь на мой информационный бюллетень , чтобы получать мои последние мысли о данных, машинном обучении и искусственном интеллекте прямо на свой почтовый ящик!

Обсудить сообщение на Hacker News .

Может ли изучение иностранного языка способствовать аналитическому мышлению? — свидетельства из трудов китайских учащихся английского языка как иностранного

Abstract

Язык не только отображает мышление, но и формирует мышление. Исследования билингвов показывают, что иностранный язык играет важную и бессознательную роль в мышлении. В этом исследовании использовалось программное обеспечение Linguistic Inquiry и Word Count 2007, чтобы выяснить, может ли изучение английского языка как иностранного (EFL) способствовать развитию аналитического мышления (EAT) китайских старшеклассников посредством анализа их английских писаний. с нашим самодельным корпусом.Было обнаружено, что: (1) изучение английского языка может способствовать развитию ЕПД у изучающих китайский язык. Способность изучающих китайский EFL различать, степень когнитивной сложности и степень активности мышления улучшились вместе с повышением их уровня владения английским языком и их возрастом; (2) существуют различия в ЕПД учащихся китайского EFL и носителей английского языка, i. е. Носители английского языка лучше умеют различать и мыслить более активно. Эти результаты показывают, что лучшие ученики EFL в старших классах приобрели аналитическое мышление, подобное родному, за шесть лет изучения английского языка и могут при необходимости менять свой когнитивный стиль.

Образец цитирования: Цзян Дж., Оуян Дж., Лю Х. (2016) Может ли изучение иностранного языка способствовать аналитическому мышлению? — Свидетельства из сочинений учащихся китайского английского языка как иностранного. PLoS ONE 11 (10): e0164448. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0164448

Редактор: Лутц Яенке, Цюрихский университет, ШВЕЙЦАРИЯ

Поступила: 16 января 2016 г .; Принята к печати: 26 сентября 2016 г .; Опубликовано: 14 октября 2016 г.

Авторские права: © 2016 Jiang et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

Финансирование: Эта работа была поддержана Национальным фондом социальных наук Китая (грант № 11 и ZD188), URL: http://www.npopss-cn.gov.cn/.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Язык тесно связан с мыслью. Они причудливо переплетаются друг с другом. Язык не только отображает мышление, но и формирует мышление. У разных людей разные модели мышления. Аналитическое мышление предполагает «отделение объекта от его контекста и сосредоточение внимания на атрибутах объекта, тогда как целостное мышление предполагает ориентацию на контекст или поле в целом» [1]. Культурные различия в стилях мышления показывают, что восточноазиатские общества характеризуются целостным мышлением, а западные общества — аналитическим [1].Восточные культуры рассматривают вещи как единое целое, в то время как западные культуры сосредотачиваются на единицах, составляющих вещи [2]. Что касается языковой структуры китайского и английского языков, Ню [3] исследовал различные модели мышления, предпочитаемые разными пользователями языка, и обнаружил, что китайцы предпочитают целостное мышление и делают акцент на целом, в то время как американцы предпочитают аналитическое мышление и подчеркивают индивидуальную зависимость. Согласно слабой версии гипотезы Сепира-Уорфа, структура языка влияет на мышление и определенные виды неязыкового поведения, влияя на способы, которыми соответствующие носители концептуализируют свои мировоззрения или иным образом влияют на их когнитивные процессы [4].

В недавних исследованиях исследователи начали сосредотачиваться на людях, говорящих на нескольких языках. Многочисленные исследования показали, что двуязычие имеет когнитивные преимущества для билингвов помимо овладения иностранным языком (подробнее см. [5,6]). Нет никаких доказательств того, что двуязычие влияет на интеллект, но большое количество важных и выдающихся результатов продемонстрировало преимущества двуязычия в исполнительном контроле при выполнении невербальных контрольных задач, которые наблюдались и проверялись как у детей, так и у взрослых [7–12].Помимо положительного влияния на управляющую функцию, существует множество доказательств других когнитивных преимуществ двуязычия, например, в творчестве (выражающемся в дивергентном мышлении или гибкости мышления) [13–16] и производительности рабочей памяти [17,18]. Салливан, и др., , исследуют, в какой момент зарождающегося двуязычия проявляются первые преимущества двуязычия. [19] исследовали влияние раннего обучения второму языку на исполнительный контроль. В своем исследовании одноязычные англоговорящие студенты (17–32 лет) тестировались на выполнении заданий до и после 6 месяцев обучения испанскому языку.Данные ERP показали, что изучение второго языка на ранних этапах улучшает исполнительный контроль учащихся. В продольном исследовании [18] преимуществ памяти двуязычных, моноязычных шведских и двуязычных (35–70 лет) проверялись эпизодические воспоминания, вербальная буква и категориальная беглость в течение жизненного пути. Результаты показали, что двуязычие превзошли одноязычных как в эпизодическом припоминании памяти, так и в беглости письма.

Вышеупомянутые исследования показали, как двуязычие принесло когнитивные преимущества (исполнительный контроль, рабочая память, дивергентное мышление) как детям, так и взрослым, но лишь немногие исследования касались возможных изменений, которые могли бы внести в стиль мышления подростков изучение иностранного языка.Более того, вышеупомянутые исследования в основном сосредоточены на предметах, у которых L1 (для одноязычных) и / или L2 (для двуязычных) оба являются алфавитными языками (английский, испанский, шведский, французский и т. Д.), Чьи языковые различия не так велики, как различия между ними. Китайский (идеографический язык) и английский. Младшие и старшие классы средней школы (K7-12, 12–18 лет) являются критическим этапом изучения английского языка как иностранного для китайских учащихся. Они начинают систематически изучать английский язык после поступления в среднюю школу (K7) и постепенно осваивают словарный запас английского языка, навыки аудирования, разговорной речи, чтения и письма в течение шести лет, в течение которых их мыслительные способности также находятся на критической стадии развития.Исследователи уже давно сосредоточены на том, как повысить уровень владения языком, но, к сожалению, игнорируют другие функции изучения английского языка, такие как его влияние на мыслительные способности, особенно аналитическое мышление.

Был проведен ряд исследований, посвященных важности аналитического мышления [20] и способам развития аналитического мышления [21, 22], многие из которых сосредоточены на аналитическом мышлении, а также на целостном мышлении с точки зрения культурной психологии. Оценивая субъектов по шкале анализа-холизма (AHS), Choi et al .[23] обнаружили, что корейцы, принадлежащие к азиатским культурам, получили более высокие баллы по шкале AHS, чем американцы, принадлежащие к западным культурам, а корейцы продемонстрировали более целостный образец выполнения заданий. Другое исследование [24], посвященное аналитическому мышлению и целостному мышлению, исследовало, как культурные различия в познании создают проблему для управления информацией, и обнаружило, что малазийцы с более высокими баллами по AHS, чем американцы, запоминают больше ситуационной информации.

Тем не менее, не было проведено никакой конкретной работы по развитию аналитического мышления китайских студентов, принадлежащих к азиатским культурам и характеризующихся целостным мышлением с точки зрения двуязычия или овладения иностранным языком, что могло бы пролить свет на положительное влияние изучения английского языка на их развитие аналитического мышления.Таким образом, настоящее исследование возможности развития аналитического мышления китайских старшеклассников посредством изучения английского языка является значимым и репрезентативным, поскольку носители китайского языка могут быть представителем целостного мышления жителей Восточной Азии (таких как китайцы, корейцы и японцы) [ 25]. Прежде чем мы продолжим, необходимо прояснить два различных типа аналитического мышления, насколько мы можем видеть. Один относится к общему аналитическому мышлению китайских студентов (GAT), которое нелегко измерить с помощью их работ на английском языке.В отличие от GAT, другим является аналитическое мышление, которое изучающие китайский язык приобретают благодаря изучению английского языка, которое мы определяем как английское аналитическое мышление (EAT). Этот EAT можно напрямую измерить через их письменные работы на английском языке, даже если его получение может быть бессознательным и неявным. Этому EAT и посвящено наше настоящее исследование. В случае двуязычных людей, китайский язык является их родным, а английский — иностранным, могут ли они, изучающие китайский язык EFL, характеризующиеся целостным мышлением, способствовать и улучшать свое питание, изучая английский язык? Как будет изменяться ЕПД китайских учеников, которая, кажется, присуща носителям английского языка, будет меняться вместе с улучшением их владения английским языком? В какой степени можно развивать их ЕАТ? Все эти мысли сводятся к двум исследовательским вопросам:

1. Вопрос 1.Может ли изучение английского языка способствовать развитию EAT изучающих китайский EFL? Если да, то каким образом?
2. Вопрос 2. Насколько развит EAT изучающих китайский EFL?

Метод и материалы

Это исследование пытается ответить на два исследовательских вопроса. Подробная информация о методе и материалах исследования, включая участников, материалы, процедуры и анализ данных, описана ниже.

Участников

Участники — 436 китайских старшеклассников из десяти средних школ в провинции Чжэцзян, Китай, которые разбросаны по разным городам.Мы получили устное одобрение учеников и их родителей через учителей старших классов, которые проинформировали учеников, что их сочинения будут использоваться в академических целях, а их личная информация никоим образом не будет раскрыта. Учителя рассказали ученикам назначенные темы (разработанные исследователями) и попросили их закончить сочинения в классе в течение ограниченного времени. Затем учителя прислали нам оригинальные композиции или их фотокопии.Основная информация об участниках, включая количество и возраст каждого класса, представлена ​​в Таблице 1. Участники варьируются от K7 (первоклассники младшей средней школы) до K12 (третьеклассники старшей средней школы). Родным языком всех участников является китайский, и они начали изучать английский как иностранный с четвертого класса начальной школы в возрасте 9 или 10 лет. Их участие в этом исследовании является косвенным в том смысле, что только их сочинения написаны на английском языке. собираются и анализируются.

Материалы

Наш самодельный корпус содержит 436 английских сочинений, написанных вышеупомянутыми участниками в течение установленного срока в классе, в общей сложности 55 500 слов. Собранные композиции носят повествовательный характер. Темы композиций в основном связаны с их собственным опытом, например, мои выходные, неприятный опыт, незабываемый опыт, раздражающий опыт и т. Д. Мы контролировали жанр и тематику, назначая композиции на похожие темы, чтобы лучше продлить сравнение.Контрастный корпус родного английского языка был извлечен из FLOB, корпуса британского письменного английского языка, содержащего статьи из пятнадцати полей, которые могут быть репрезентативными для статей письменного английского языка. Мы выбрали категорию общей художественной литературы в FLOB в качестве нашего контрастирующего корпуса, потому что эта категория больше всего похожа на рассказы, которые мы собрали. Контрастивный корпус насчитывает в общей сложности 56 600 слов, что очень близко к нашему корпусу учащихся.

Linguistic Inquiry and Word Count, или LIWC, представляет собой приложение для анализа текста, изначально разработанное для обеспечения эффективного и действенного метода изучения различных эмоциональных, когнитивных и структурных компонентов, присутствующих в образцах устной и письменной речи людей [26].LIWC все чаще используется для анализа использования языка с психологической точки зрения. Образцы мышления людей могут быть отражены в их письмах, таким образом, LIWC также подходит для анализа EAT китайских студентов, демонстрируемого их сочинениями на английском языке.

Процедура

Мышление может быть разным по глубине и сложности, что отражается в словах, которые люди используют для связи мыслей [27]. Пеннебейкер [28] обнаружил три фактора, указывающие на очень разные стили письма — формальный, аналитический и повествовательный — путем категоризации различных классов служебных слов и использования статистического метода, называемого факторным анализом.В частности, фактор аналитического мышления, отражающий когнитивную сложность, определяет людей, которые прилагают усилия для анализа своего мира. Люди с высоким аналитическим мышлением больше читают и имеют более сложные представления о себе, чем люди с низким аналитическим мышлением. Слова, которые воплощают аналитическое мышление, включают исключение, отрицание, причинные слова, слова понимания, количественные показатели, предварительные слова и слова уверенности. Люди с высоким аналитическим мышлением часто используют в своем письме семь перечисленных выше измерений слов.

Исключающие слова включают «но», «без», «исключить» и т. Д. Исключительные слова используются, когда люди пытаются провести различие между тем, что входит в категорию, а что нет [27]. Что касается отрицаний (например, нет, нет, никогда), они также необходимы для проведения различий. Таким образом, аналитические или категоричные мыслители склонны использовать отрицание при описании события [28]. Причинные слова (например, потому что, следствие) и слова понимания (например, думать, знать, рассматривать) — это два измерения когнитивных механизмов, которые указывают на более сложный язык.Кроме того, кванторы (например, несколько, много, много) также относятся к словам, обозначающим большую когнитивную сложность и подробную информацию. Предварительные слова (например, возможно, предположение) используются, когда люди не уверены или не уверены в том, что они говорят, поэтому более частое использование предварительных слов может предполагать, что участник еще не обработал событие и не превратил его в историю. Напротив, использование определенных слов (например, абсолютно, всегда, никогда) указывает на то, что участники, рассказывающие историю, уверены в том, что они пишут.В соответствии с их функциями семь измерений делятся на три аспекта: способность проводить различия (исключительные слова и отрицания), степень когнитивной сложности (причинные слова, инсайтовые слова и количественные показатели) и степень активности мышления (предварительные слова и слова определенности).

Созданный нами корпус учащихся анализируется LIWC2007, чтобы выяснить, может ли изучение английского языка способствовать развитию ЕПД китайских подростков. Поскольку корпус охватывает 6 классов, мы также сможем наблюдать за развитием EAT в каждом классе с помощью различных параметров LIWC.Это поможет ответить на первый вопрос исследования.

Чтобы ответить на второй вопрос исследования — в какой степени можно развивать их EAT, используется контрастный корпус FLOB. Сравнивая переменные в корпусе учащихся и в корпусе сравнения, мы сможем сказать, насколько хорошо едят китайские подростки и где есть возможности для улучшения.

Наконец, данные анализируются, как описано в Анализ данных .

Анализ данных

Чтобы исследовать путь развития EAT китайскими учащимися в течение шести классов, LIWC2007 использовался для расчета семи параметров владения английским языком каждого учащегося.LIWC состоит из двух основных компонентов: программ и словарей. В качестве ядра словари определяют категории и списки слов. Программы сравнивают слова во введенном тексте со словами в словарях, а затем выводят частоты слов разной размерности, представленные в процентах [29]. Затем с помощью SPSS 20.0 были рассчитаны средние по семи параметрам шести оценок, что позволило нам увидеть общее развитие EAT учащихся. Чтобы проверить, были ли значительные вариации семи измерений с оценками, был проведен ANOVA.Затем семь измерений были разделены на три аспекта в соответствии с их функциями, а именно: способность проводить различия, степень когнитивной сложности и степень активности мышления. В том же ключе был проведен ANOVA, чтобы исследовать, были ли изменения трех аспектов значительными. Все это помогло ответить на вопрос 1.

Чтобы сравнить EAT учащихся K12 с аналитическим мышлением носителей английского языка, был проведен независимый T-тест, чтобы выяснить, существуют ли существенные различия в использовании этими двумя группами семи параметров.Чтобы выяснить, почему китайские учащиеся K12 использовали больше причинных слов и слов для понимания, чем носители языка (другие измерения были меньше), мы провели поиск по всем словам, принадлежащим этим двум измерениям, перечисленным в файле словарных категорий LIWC2007, и сравнили их частоту и использование в самооценке. построил корпус повествовательного письма студентов K12 с контрастивным корпусом (субкорпус FLOB) через AntConc 3.4.3. Наконец, был проведен тест хи-квадрат, чтобы выяснить, действительно ли частоты употребления определенных слов, таких как «потому что», значительно различаются между учащимися K12 и носителями языка.Как и следовало ожидать, этот процесс даст ответ на вопрос 2.

Результаты и обсуждения

Чтобы ответить на вопрос о том, может ли изучение английского языка способствовать развитию EAT китайских учащихся, мы внимательно изучим данные, отражающие развитие EAT у старшеклассников в шести последовательных классах. Соответствующие результаты и обсуждение пути развития EAT представлены в следующих разделах. Их EAT обсуждается со следующих трех аспектов: способность различать, степень когнитивной сложности и степень активности мышления.Чтобы выяснить, в какой степени их EAT развился, мы сравним данные, полученные от учащихся K12, с данными из контрастирующего корпуса, сосредоточив внимание на причинных словах и словах понимания, использование которых отличается от других пяти измерений.

Путь развития EAT, продемонстрированный в трудах китайских студентов на английском языке

Если EAT изучающих китайский EFL улучшится вместе с улучшением навыков английского языка, то процентные доли семи измерений, отражающие EAT, будут демонстрировать тенденцию к увеличению вместе с повышением оценок.Было обнаружено, что лексическая компетентность китайских старшеклассников в письме на английском языке значительно улучшается с повышением их оценок [30], поэтому разумно предположить, что общая языковая способность китайских учащихся EFL также улучшается по оценкам. В таблице 2 показано среднее процентное соотношение семи параметров LIWC2007 для 6 классов.

Как можно видеть, тенденция повышения по оценкам наблюдалась по всем параметрам, что указывает на улучшение ЕПД учащихся, продемонстрированное их письменными трудами на английском языке.Результаты однофакторного анализа дисперсионного анализа показывают, что все процентные доли семи измерений разных степеней значительно различаются (Insight: F (5, 430) = 35,530, p <0,01; Причинная связь: F (5, 430) = 15,235). , p <0,01; Ориентировочно: F (5, 430) = 17,140, ​​ p <0,01; Достоверность: F (5, 430) = 10,351, p <0,01; Исключительно: F (5, 430) = 14,812, p <0,01; отрицания: F (5, 430) = 25,650, p <0,01; квантификаторы: F (5, 430) = 8,314, p <0.01). Это согласуется с нашим прогнозом о том, что EAT изучающих китайский EFL улучшается с улучшением их навыков английского языка. Чтобы сэкономить время и пространство, семь измерений разделены на три аспекта и обсуждаются аспект за аспектом, а не измерение за измерением.

Способность различать.

Исключительные слова и отрицания — это два измерения, которые демонстрируют способность проводить различия. Их средние значения для 6 баллов представлены на рис. 1, что указывает на то, что исключительные слова и отрицания имеют постоянно высокие тенденции к вариациям.Их изменения по оценкам демонстрируют умеренный, но значительный рост ( p <0,01), хотя и наблюдается снижение с K11 до K12. Как упоминалось выше, когда люди проводят различия, используются как исключительные слова, так и отрицания. Более того, как указали Ньюман, Пеннебейкер, Берри и Ричардс [31], исключительные слова чаще используются людьми, обрабатывающими когнитивно сложные задачи и добавляющими информацию об историях. Таким образом, можно видеть, что способность китайских учащихся различать то, что входит в категорию, и что не входит, значительно улучшилась в их письме на английском языке в период старшей школы, который длится шесть лет.Способность различать важна в аналитическом мышлении.

Степень познавательной сложности.

Причинно-следственные и интуитивные слова предназначены для отражения того, насколько активно участники думают в своем письме. Причинные слова используются, когда люди пытаются соединить воедино причины и причины событий и эмоций, которые они описывают. Понятные слова отражают степень, в которой люди конкретно относятся к когнитивным процессам, связанным с мышлением [32].Причинные слова, слова понимания, как две подкатегории когнитивного механизма [33], и количественные показатели [28], указывают на слова, обозначающие большую когнитивную сложность. На рис. 2 представлены средства причинно-следственных, инсайдерских слов и количественных показателей. Как показано на рис. 2, пик интуитивных слов и случайных слов появляются на K11, но среднее значение кванторов достигает своего максимального значения на K9, а затем претерпевает криволинейные изменения. Хотя пики этих трех измерений не лежат на K12, они значительны ( p <0.01) успеваемость по ступеням.

Степень активности мышления.

Условные слова используются, когда люди не уверены в том, что они пишут, а определенные слова указывают на то, что участники уверены в том, что они пишут. Предыдущее исследование [34] показывает, что нераскрытые события более предварительные, чем раскрытые, но не менее достоверные. Когда люди рассказывают о неизвестном событии, требуется более активное мышление и познавательный процесс. На рис. 3 показано изменение условных и достоверных слов по оценкам.Хотя предварительные слова свидетельствуют о небольшом снижении с K10 до K11, а достоверные слова уменьшаются с K7 до K8 и с K11 до K12, их увеличение по оценкам является значительным ( p <0,01). Увеличение как пробных слов, так и уверенности, показанное на рис. 3, указывает на то, что учащиеся думают все более и более активно, когда они рассказывают о событии в повествовательном мышлении.

Чтобы лучше увидеть путь развития EAT китайских учащихся, мы рассчитали средние значения по семи параметрам для каждого класса и получили тенденцию изменения EAT китайских учащихся на рис. 4.Как видно из рисунка, тенденция увеличения по оценкам очевидна в семи измерениях, что позволяет нам видеть динамическое улучшение ЕПД учащихся в шести разных классах.

Количественный анализ самостоятельно созданного корпуса показывает, что все цифры по семи измерениям, отражающие EAT, увеличились, что отвечает на вопрос 1 и доказывает, что изучение английского языка как иностранного действительно способствует развитию EAT у китайских учащихся.

Факторы, способствующие улучшению EAT и GAT китайских студентов.

Из результатов анализа данных и обсуждений, приведенных выше, можно сделать вывод, что изучение английского языка как иностранного действительно способствует развитию ЕПД китайских учащихся, и их ЕПД развивается по мере повышения уровня владения языком. Следует признать, что не только улучшение их уровня владения английским языком, но и увеличение их возраста способствует улучшению ЕПД китайских студентов.

Во-первых, повышение уровня владения английским языком у изучающих китайский язык может способствовать улучшению их успеваемости.Согласно принципу лингвистической относительности, лингвистические категории и их использование влияют на способы, которыми соответствующие носители концептуализируют свои мировоззрения или иным образом влияют на их когнитивные процессы [4]. Английский — это язык, который сильно отличается от китайского по структуре предложений, которые можно воспринимать как разные представления аналитического и целостного мышления соответственно. С точки зрения культурной психологии, с точки зрения стилей мышления, широко признано, что жители Восточной Азии придерживаются целостного предположения о том, что каждый элемент в мире так или иначе взаимосвязан, тогда как жители Запада склонны рассматривать Вселенную как состоящую из независимых объектов [35, 36]. ].Преимущества изучения иностранного языка не ограничиваются изучением самого языка, они могут включать формирование стилей мышления. Гипотеза переключения предполагает, что двуязычные дети развивают более гибкий набор обучения в результате переключения языков и использования двух разных точек зрения [37]. Рамирес и Прайс-Уильямс [38] предположили, что владение двумя языками и принадлежность к двум культурам способствует некоторой «бикогнитивности»; то есть «так же, как двуязычный ребенок переключает языковые коды в ответ на требование, характерное для социолингвистической ситуации, так и двуязычный ребенок переключает когнитивные стили, как требуется» [39].Различные паттерны активации в механизме когнитивного контроля наблюдались при переключении языка при различных исходных условиях в исследовании фМРТ англо-китайских поздних двуязычных [40], которое показывает, что двуязычные люди принимают разные когнитивные стили при переключении языков. Когда изучающие китайский EFL пишут английские сочинения, они переключают свой когнитивный стиль с холистического мышления на аналитическое, основываясь на языке, наиболее активном в их сознании, когда они переключаются с китайского на английский.В этом смысле наше исследование расширило открытие Дункана и Де Авейла, показав, что не только двуязычные дети, но и подростки, изучающие английский язык как иностранный, которые изучают английский в китайской среде, также способны переключать свои когнитивные стили по мере необходимости.

Помимо улучшения знания английского языка, на ЕПД китайских студентов также влияет их возраст. В начале исследования Пеннебейкера и Стоуна [41] было показано, что люди демонстрируют общую закономерность увеличения когнитивной сложности в подростковом возрасте.Исследователи собрали образцы текстов от более чем 3000 участников исследования в возрасте от 8 до 70 лет и проанализировали, как возраст влияет на эмоциональный опыт и самовыражение людей, идентичность и социальные отношения, ориентацию во времени и когнитивные способности. Их результаты показывают, что каузальные слова (0,84–1,10), интуитивные слова (1,40–2,28) и исключительные слова (3,35–3,98) увеличились по сравнению с возрастными скобками 8–14 и 15–24 лет, что согласуется с тенденциями изменения причинные слова (0,49–1,52), слова для понимания (0.84–2,80) и исключительные слова (0,91–2,31) в английских письмах наших нынешних китайских студентов. Разница в возрасте от K7 до K12 у наших испытуемых составляет 6 лет, и эти шесть юношеских лет имеют решающее значение для развития когнитивных способностей. Очевидно, что шесть лет также помогли нашим испытуемым углубить свою когнитивную сложность. По мере взросления их мыслительные способности постепенно созревают, а их познавательные способности в английском улучшаются, что отражено в семи измерениях когнитивной категории в их трудах.

Будучи двуязычными, осваивающими китайский и английский, будет ли EAT китайских студентов влиять на их GAT? Разумно предположить, что при овладении иностранным языком существует «передача мыслительных способностей». Поскольку это один и тот же человек (мозг), который овладевает двумя языками одновременно, способность EAT автоматически и бессознательно влияет на когнитивные процессы китайских студентов и помогает улучшить их GAT. Точно так же увеличение возраста положительно влияет на GAT, потому что по мере взросления учащихся их мыслительные способности становятся зрелыми, что мы уже обсуждали выше.

В приведенном выше разделе мы исследовали процесс развития EAT китайских учеников младших и старших классов средней школы, чьи языковые компетенции и интеллект находятся на критической стадии развития. Доказано, что EAT китайских подростков можно стимулировать через изучение английского языка, и она развивается с увеличением уровня владения английским языком и возрастом. Это перекрестное сравнение, и испытуемые однородны. Было бы интересно посмотреть, в какой степени их EAT развился, или сколько у них есть возможностей для улучшения с точки зрения EAT.На эти вопросы можно ответить только путем сравнения нашего корпуса учащихся и корпуса носителей языка.

Сравнение EAT учащихся китайского EFL и носителей английского языка

В следующем разделе рассматривается вопрос 2: Насколько развит EAT изучающих китайский EFL? Достигнет ли их аналитическое мышление уровня носителей английского языка? Если ответ отрицательный, каковы основные проблемы и есть ли у изучающих китайский EFL возможности для совершенствования?

Общее описание аналитического мышления китайских студентов K12 и носителей языка.

K12 — последний год обучения в средней школе в Китае, и учащимся обычно 17–19 лет. После шести лет изучения английского языка их уровень владения английским языком достигает пика в период старшей школы. После поступления в колледж они обычно тратят меньше времени и усилий на изучение английского языка и больше на специализированные курсы. Согласно результатам исследования Пеннебейкера [40], средства причинных слов (1.10), интуитивных слов (2.28) и исключительных слов (3.9) достигают наивысшего уровня в возрастной группе 15–24 лет, что означает, что пик когнитивной сложности составляет в возрастной группе 15–24 лет.Все показатели когнитивных маркеров (причинные слова, инсайты и эксклюзивные слова) заметно увеличиваются с детства до раннего подросткового возраста, а затем остаются относительно стабильными в возрасте от 15 до 69 лет. Следовательно, целесообразно сравнить EAT китайских учеников K12 с EAT Носители английского языка. На рис. 5 показаны средние проценты по семи параметрам китайских студентов K12 и носителей английского языка.

Как показано на рис. 5, очевидно, что по сравнению с носителями английского языка, китайские ученики K12 использовали меньше исключительных слов, отрицаний, пробных слов, слов уверенности и количественных показателей, в то время как больше слов причинно-следственных связей и слов понимания при написании повествования.Результаты независимого Т-теста в таблице 3 показывают значительные различия в использовании этих параметров китайскими студентами и носителями английского языка, за исключением отрицаний. По сравнению с носителями языка, китайские учащиеся K12 использовали значительно меньше эксклюзивных слов, предварительных слов, определенных слов и количественных показателей, но значительно больше причинных слов и слов для понимания. Не было разницы в использовании отрицаний. Эти результаты могут свидетельствовать о том, что, хотя EAT китайских школьников K12 значительно расширился, он не достиг уровня носителей языка.Среди семи измерений только два измерения — слова-причины и слова-инсайты — дали противоположные результаты статистического анализа, то есть в китайском K12 использовалось больше слов-причин и слов-инсайтов. Почему так? Дальнейший статистический анализ предоставил некоторые возможные объяснения, которые будут обсуждаться в следующем разделе

.

Сравнение того, как китайские учащиеся K12 и носители языка используют причинно-следственные и интуитивные слова.

Мы провели поиск всех слов, принадлежащих к размерам причинных слов и слов понимания, перечисленных в файле категорий слов LIWC2007 [42], и сравнили их частоту и использование в самостоятельно созданном корпусе и в контрастивном корпусе.С помощью AntConc 3.4.3 было обнаружено, что было 660 частот 32 различных причинных слов в корпусе учащихся и 552 частот 56 различных причинных слов в контрастирующем корпусе. Можно видеть, что причинные слова в контрастирующем корпусе гораздо более разнообразны, чем в корпусе сочинений студентов. В таблице 4 показаны десять наиболее часто встречающихся слов-причин в двух корпусах.

Как показано в Таблице 4, десять наиболее часто встречающихся случайных слов в двух корпусах почти одинаковы, но их процентное соотношение разительно отличается.В корпусе учащихся десять наиболее часто встречающихся причинно-следственных слов составляют 91,4%, а в корпусе сравнения — 80,3%, что указывает на то, что слова-причины, используемые носителями языка, богаче, чем китайские учащиеся. Что касается трех наиболее часто встречающихся причинных слов, разница еще больше. В корпусе учащихся три наиболее часто встречающихся слова составляют 71,2%, а в корпусе сравнения — 48,7%. Итак, по частотам причинных слов в двух корпусах можно увидеть, что по сравнению с носителями английского языка, китайские студенты использовали меньше разных и менее разнообразных причинных слов.

В десяти наиболее часто встречающихся словах семь слов совпадают в двух корпусах: make (сделано, делает, делает), потому что, как, почему, изменить (изменить, изменить, изменить), использовать (использовать, использовать, использовать) и причина (причины). Результаты анализа критерия хи-квадрат показывают, что только частоты «потому что» (χ ² = 45,291, p <0,01) и «использование» (χ ² = 9,975, p = 0,002) значительно различаются между китайскими студентами и носителями языка. Мы искали все «потому что» в корпусе учащихся и проверяли, правильно ли они использовались.Углубленный анализ показывает, что слова «потому что» чрезмерно / неправильно использовались в сочинениях учащихся. Из 171 «потому что» 14 «потому что» не использовались китайскими студентами должным образом. Например, в тексте 0203:

* «В последние выходные я сплю последний раз, потому что не видел маму».

По тексту 0474:

* «Я не могу хорошо учиться, потому что у меня так много хобби».

Нет очевидных причинно-следственных связей между придаточными предложениями и основными предложениями.

По сравнению с конкретным использованием слов, принадлежащих к каузальным словам, слова в категории «инсайты» более сложны. С помощью программного обеспечения корпуса было обнаружено, что существует 1307 частот 62 различных инсайдерских слов в корпусе учащихся и 1176 частот 91 различных инсайдерских слов в контрастирующем корпусе. Можно заметить, что инсайт-слова в контрастирующем корпусе более разнообразны, чем в корпусе учащихся. Как показано в Таблице 5, десять наиболее часто встречающихся слов понимания в двух корпусах сильно различаются.В корпусе учащихся десять наиболее часто встречающихся слов составляют 74,8%, а в корпусе сравнения — 66,9%. В корпусе учащихся три наиболее часто встречающихся слова достигают 45,9%, а в контрастирующем корпусе — 39,1%.

Мы провели поиск словосочетаний «думать (думает, думает, думает)» в двух корпусах, потому что предыдущее исследование показывает, что учащиеся EFL злоупотребляют словом «думаю», потому что они используют слишком много «я думаю» в композициях [43]. В нашем исследовании из 218 «думает (думает, думает, думает)», используемых китайскими студентами, 97 являются маркерами позиции «я думаю», в то время как носители языка использовали только 24 «я думаю» в качестве маркеров позиции.Анализ данных показывает, что китайские студенты (44,5%) гораздо чаще используют слово «я думаю», чем носители языка (13,6%). Этот результат подтверждает вывод предыдущих исследований о том, что изучающие английский язык как иностранный, в том числе изучающие китайский язык, чрезмерно используют «я думаю» в качестве маркеров позиции в своих сочинениях [43, 44].

Факторы, влияющие на различия в аналитическом мышлении китайских студентов и носителей языка.

Хотя EAT китайских студентов увеличился с улучшением их знания английского языка и возрастом, он не достиг уровня носителей языка.По сравнению с носителями английского языка, китайские ученики K12 использовали значительно меньше эксклюзивных слов, предварительных слов, слов с определенностью и количественных показателей, не только в общем количестве, но и в разнообразии, в то время как в своих повествовательных произведениях использовалось значительно больше причинных слов и слов для понимания. абсолютное количество, но не в разнообразии. Дальнейший анализ данных показывает, что китайские студенты использовали больше причинно-следственных и информативных слов, чем носители языка, потому что они злоупотребляли / неправильно использовали некоторые общие слова и словосочетания, такие как «потому что» и «я думаю».

С одной стороны, разница в EAT на английском языке между китайскими учениками K12 и носителями английского языка объясняется разницей в уровне владения английским языком, а с другой стороны, разница связана с разницей в возрасте китайских студентов и писателей. художественной литературы. Китайским студентам, написавшим сочинения, всего 17–19 лет, а писатели, чьи романы были отобраны и включены в общую художественную литературу в FLOB, — это известные романисты, которые намного старше китайских студентов.По сравнению с молодыми людьми, пожилые люди лучше способны описывать свой собственный опыт и свой мир из-за увеличения когнитивной сложности и обретения мудрости [41].

Существуют различия в ЕПД китайских учащихся и носителей языка, т.е. е. Носители английского языка значительно лучше умеют различать и по степени мыслительной активности. Хотя результаты анализа данных показывают, что EAT китайских школьников K12 еще не достигла уровня носителей языка, EAT китайских студентов достигла определенного высокого уровня.Во-первых, в использовании отрицаний, случайных слов и слов понимания китайские ученики K12 не хуже, чем носители языка. Кроме того, китайские студенты находятся в невыгодном положении как с точки зрения владения английским языком, так и с точки зрения возраста, что, естественно, привело к тому, что носители языка автоматически получают преимущество перед китайскими студентами в когнитивной сложности и мудрости. Более того, китайские студенты писали на иностранном языке, а носители языка — профессиональные писатели, которые хорошо владеют своим родным языком, английским.Принимая во внимание все вышеперечисленные факты, хотя EAT китайских студентов K12 не достиг уровня носителей языка, их EAT значительно улучшился и до удовлетворительно высокого уровня.

Наше исследование подтвердило положительное влияние двуязычия на решение проблем, обнаружив преимущества двуязычия в развитии аналитического мышления. В частности, аналитическое мышление включает в себя различение, другими словами, процесс проведения различий [45]. Увеличение количества исключительных слов и отрицаний с оценками свидетельствует о том, что способность китайских учащихся различать улучшается вместе с их знанием английского языка.Это указывает на то, что изучение иностранного языка оказывает положительное влияние на способность китайских студентов различать в аналитическом мышлении, но их способности не достигли уровня носителей языка, о чем свидетельствует сравнение использования китайскими студентами и носителями языка исключительных слов и отрицаний. . Сложность языка в определенной степени отражает когнитивную сложность при прочих равных условиях. Использование китайскими учащимися причинных слов, слов для понимания и количественных показателей резко возросло в период неполной средней школы, но оставалось на довольно стабильном уровне в течение периода старшей средней школы.Причинность не только объясняет использование причинных отношений и их языковых выражений, но также и когнитивную сложность дискурсивных связей при усвоении языка и обработке дискурса [46]. Причинные слова вместе со словами понимания [27, 32, 33, 41] и кванторами [28] указывают на слова, обозначающие большую когнитивную сложность. Когнитивная сложность — это психологическая переменная, которая указывает, насколько сложны или просты навыки восприятия человека. Человек, у которого высокий уровень когнитивной сложности, более склонен воспринимать тонкие различия.Это указывает на то, что когнитивная сложность китайских учащихся значительно улучшается в период неполной средней школы и выходит на плато в период старшей средней школы. Наше исследование также показывает, что когнитивная сложность китайских учащихся не ниже, чем у носителей языка, потому что китайские учащиеся K12 использовали причинные слова и инсайты чаще, чем носители языка, хотя они злоупотребляли некоторыми из причинных слов и слов понимания.

Выводы и последствия

Наши данные и результаты показывают, что изучение английского языка действительно способствует развитию EAT у китайских учащихся, и эти аналитические навыки улучшаются вместе с улучшением их уровня владения английским языком и возрастом, но не достигли уровня носителей языка.Предполагается, что этот EAT может помочь улучшить GAT учащихся, хотя необходимы дальнейшие исследования.

Улучшение ЕПД китайских студентов отражается в трех аспектах: улучшении способности различать, степени когнитивной сложности и степени активности мышления. Китайские студенты, для которых характерно целостное мышление, улучшают свое питание, изучая английский язык, для носителей которого характерно аналитическое мышление. Изучение английского языка и взросление способствуют улучшению их ЕДА.Более того, мы считаем, что благодаря эффекту передачи способностей к мышлению EAT, полученный учащимися в результате изучения английского языка, будет неосознанно и тонко интегрироваться с их GAT.

Сравнение EAT китайских учащихся и носителей языка показывает, что, хотя EAT китайских студентов увеличился с улучшением уровня владения английским языком и возрастом, он не достиг уровня носителей языка. Несоответствие EAT между китайскими учениками K12 и носителями английского языка объясняется различиями в стилях мышления, вызванными разными родными языками, различиями в уровне владения английским языком и разницей в возрасте между китайскими учениками и авторами художественной литературы.Принимая во внимание три причины, хотя EAT китайских студентов K12 не достиг уровня носителей языка, их аналитическое мышление значительно улучшилось и до удовлетворительно высокого уровня.

Настоящее исследование продемонстрировало возможность анализа сочинений китайских учеников английского языка как иностранного, чтобы установить положительное влияние изучения английского языка на стимулирование ЕПД китайских старшеклассников. Считается, что улучшение ЕПД китайцев влияет на их общее аналитическое мышление и, таким образом, оказывает положительное влияние на их бессознательное аналитическое мышление.Другими словами, EAT может оказать положительное влияние на аналитическое мышление китайских студентов, а EAT может быть отражен в их трудах на китайском языке. Но насколько улучшение ЕПД студентов и увеличение их возраста положительно влияют на их общий уровень аналитического мышления и их аналитическое мышление на китайском языке, в настоящем исследовании не затрагивается. Это может быть целью нашего будущего исследования, которое может быть выполнено путем сравнения китайцев, изучающих английский язык, с теми, кто этого не делает.Еще одно ограничение заключается в том, что наше исследование представляет собой перекрестное исследование, и было бы лучше, если бы мы могли проследить за той же группой китайских изучающих английский язык как иностранный в нашем будущем исследовании.

Более того, наше исследование не только подтвердило гипотезу переключения, но и расширило открытие Дункана и Де Авейла, показав, что не только двуязычные дети, но и подростки, изучающие английский язык как иностранный, могут переключать свои когнитивные стили по требованию, поскольку их английские сочинения предоставляют множество примеров аналитического мышление вместо целостного мышления.

Наконец, настоящее исследование подтвердило, что двуязычие имеет когнитивные преимущества для билингвов за счет овладения иностранным языком, и предоставило доказательства гипотезы Сепира-Уорфа о том, что изучение иностранного языка также может влиять на формирование стиля мышления двуязычных. что еще больше помогает нам понять взаимосвязь между языком и человеческим разумом.

Вклад авторов

1. Концептуализация: JYJ HTL.
2. Обработка данных: JYJ JHO.
3. Формальный анализ: JYJ JHO HTL.
4. Получение финансирования: HTL.
5. Расследование: JYJ JHO HTL.
6. Методология: JYJ JHO HTL.
7. Администрация проекта: JYJ HTL.
8. Ресурсы: JYJ.
9. Программное обеспечение: HTL.
10. Надзор: JYJ HTL.
11. Проверка: JYJ JHO HTL.
12. Визуализация: JHO.
13. Написание — первоначальный черновик: JYJ JHO.
14. Написание — просмотр и редактирование: JYJ JHO HTL.

Список литературы

1. 1. Нисбетт Р.Э., Пэн К., Чой И., Норензаян А. Культура и системы мышления: целостное и аналитическое познание. Психологический обзор. 2001; 108 (2): 291. pmid: 11381831
2. 2. Пэн К., Ван Ю. Психология межкультурного общения. Пекин: Издательство Пекинского педагогического университета; 2009 г.
3. 3. Ню Б. Холистическое мышление и аналитическое мышление —— Различия в образцах мышления между китайцами и американцами. Журнал Сычуаньского университета международных исследований. 1997; (2): 55–60.
4. 4. Уорф Б.Л., Ли П., Левинсон СК, Кэрролл Дж. Б. Язык, мысль и реальность: избранные произведения Бенджамина Ли Уорфа. Кембридж: MIT Press; 2012.
5. 5. Белосток E, Craik FIM, Green DW, Gollan TH. Двуязычные умы. Психологическая наука в интересах общества.2009; 10: 89–129. pmid: 26168404
6. 6. Adesope OO, Lavin T, Thompson T, Ungerleider, C. Систематический обзор и метаанализ когнитивных коррелятов двуязычия. Обзор образовательных исследований. 2010; 80 (2): 207–245.
7. 7. Белосток Э. Мажумдер С. Взаимосвязь двуязычия и развития познавательных процессов при решении задач. Прикладная психолингвистика. 1998; 19: 69–85.
8. 8. Белосток Е. Когнитивная сложность и контроль внимания в двуязычном сознании.Развитие ребенка. 1999; 70: 636–644.
9. 9. Белосток Э, Мартин ММ. Внимание и торможение у двуязычных детей: данные из задачи сортировки карты изменения размеров. Наука о развитии. 2004; 7: 325–339. pmid: 15595373
10. 10. Белосток Э., Мартин М.М., Вишванатан М. Двуязычие на протяжении всей жизни: рост и падение тормозящего контроля. Международный журнал двуязычия. 2005; 9: 103–119.
11. 11. Белосток Э., Фэн X. Знание языка и исполнительный контроль при проактивном вмешательстве: данные одноязычных и двуязычных детей и взрослых.Мозг и язык. 2009; 109: 93–100. pmid: 18834625
12. 12. Фой Дж. Г., Манн В. А.. Двуязычные дети демонстрируют преимущества в выполнении невербальной задачи слуховой исполнительной функции. Международный журнал двуязычия. 2014; 18 (6): 717–729.
13. 13. Ricciardelli LA. Двуязычие и когнитивное развитие по отношению к теории порога. Журнал психолингвистических исследований. 1992; 21: 301–316. pmid: 1403995
14. 14. Белосток Е. Последствия двуязычия для когнитивного развития.В: Kroll F, De Groot AMB, редакторы. Справочник по двуязычию: Психолингвистический подход. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета; 2005. С. 417–432
15. 15. Simonton DK. Двуязычие и творчество. В: Altarriba J, Heredia RR, редакторы. Введение в двуязычие: принципы и процессы. Махва, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум; 2008. С. 147–166.
16. 16. Ghonsooly B, Showqi S. Влияние изучения иностранного языка на творчество. Обучение английскому языку. 2012; 5 (4): 161–167.
17. 17. Луо Л., Крэйк Ф.И., Морено С., Белосток Э. Двуязычие взаимодействует с доменом в задаче рабочей памяти: свидетельства старения. Психология и старение. 2013; 28 (1): 28–34. pmid: 23276212
18. 18. Юнгберг Дж., Ханссон П., Андрес П., Йозефссон М., Нильссон Л. Продольное исследование преимуществ памяти у билингвов. PLoS ONE. 2013; 8 (9): e73029 – e73029. pmid: 24023803
19. 19. Салливан М.Д., Янус М., Морено С., Астхаймер Л. Б., Белосток Е. Раннее обучение второму языку улучшает исполнительный контроль: данные ERP.Мозг и язык. 2014; 139: 84–98. pmid: 25463819
20. 20. Старейшина Л., Пол Р. Руководство по аналитическому мышлению для мыслителя. Томалес: Фонд критического мышления; 2007. С. 26–27.
21. 21. Бауэрс Б., Маккарти Д. Развитие навыков аналитического мышления в дошкольном образовании. Журнал сестринского образования. 1993; 32 (3): 107–114. pmid: 8388926
22. 22. Лонка К., Ахола К. Активирующие инструкции: Как развить учебу и навыки мышления в высшем образовании.Европейский журнал психологии образования. 1995; 10 (4): 351–368.
23. 23. Чхве И, Ку М, Чхве Дж. Индивидуальные различия в аналитическом мышлении по сравнению с целостным мышлением. Вестник личности и социальной психологии. 2007; 33 (5): 691–705. pmid: 17440200
24. 24. Lin MH. Влияние аналитико-целостного мышления на использование информации во время осмысления. Академический журнал Sunway. 2009; 6: 17–32.
25. 25. Nisbett RE. География мысли: как азиаты и жители Запада думают по-разному… и почему.Нью-Йорк: Свободная пресса; 2003.
26. 26. Пеннебейкер Дж. У., Чанг С. К., Ирландия М., Гонсалес А., Бут Р. Дж. Развитие и психометрические свойства LIWC2007 [Интернет]. 2007 [цитируется 3 августа 2015 г.]. Доступно: http://homepage.psy.utexas.edu/homepage/faculty/Pennebaker/reprints/LIWC2007_LanguageManual.pdf
27. 27. Tausczik YR, Pennebaker JW. Психологическое значение слов: LIWC и компьютерные методы анализа текста. Журнал языковой и социальной психологии. 2010; 29 (1): 24–54.
28. 28. Пеннебейкер JW. Тайная жизнь местоимений — что о нас говорят наши слова. Нью-Йорк: Bloomsbury Press; 2011.
29. 29. Ву С., Цзинь С., Цай В., Ли С. Обнаружение обмана по словесным подсказкам содержания. Успехи психологической науки. 2012; 20 (3): 457–466.
30. 30. Цзян Дж., Лю С. Количественное исследование развития лексической компетентности старшеклассников в написании английских текстов. Обучение иностранным языкам в школах. 2015; 38 (3): 29–35.
31. 31. Ньюман М.Л., Пеннебейкер Дж. В., Берри Д. С., Ричардс Дж. М.. Лживые слова: предсказание обмана на основе лингвистических стилей. Вестник личности и социальной психологии. 2003; 29 (5): 665–675. pmid: 15272998
32. 32. Пеннебейкер Дж. У., Сигал Дж. Д. Формирование рассказа: польза повествования для здоровья. Журнал клинической психологии. 1999; 55 (10): 1243–1254. pmid: 11045774
33. 33. Пеннебакер Дж. В., Мель М. Р., Нидерхоффер К. Г.. Психологические аспекты использования естественного языка: наши слова, мы сами.Ежегодный обзор психологии. 2003; 54: 547–577. pmid: 12185209
34. 34. Пасупати М. Рассказ и запомненное «я»: лингвистические различия в воспоминаниях для ранее раскрытых и ранее нераскрытых событий. Объем памяти. 2007; 15 (3): 258–270. pmid: 17454663
35. 35. Манро DJ. Вступление. В: Манро Д., редактор. Индивидуализм и холизм: исследования конфуцианских и даосских ценностей. Анн-Арбор: Центр китайских исследований Мичиганского университета; 1985. С. 1–34.
36. 36.Накамура Х. Образ мышления восточных народов. Гонолулу: Гавайский университет; 1964.
37. 37. Камминс Дж. Влияние двуязычия на когнитивный рост: синтез результатов исследований и пояснительных гипотез. Рабочие материалы по двуязычию. 1976; 9: 1–44.
38. 38. Рамирес М., Прайс-Уильямс Д. Когнитивные стили у детей: два мексиканских сообщества. Международный журнал психологии. 1974; 8: 93–100.
39. 39. Дункан С.Е., ДеАвила, Э.А.Двуязычие и познание: некоторые недавние открытия. НАБЕ: Журнал Национальной ассоциации двуязычного образования. 1979; 4 (1): 15–50.
40. 40. Ма Х, Ху Дж., Си Дж., Шен В., Дж. Дж., Гэн Ф. и др. Двуязычный когнитивный контроль при переключении языков: исследование фМРТ англо-китайских поздних двуязычных. PLoS ONE. 2014; 9 (9): e106468 – e106468. pmid: 25180974
41. 41. Пеннебейкер Дж. В., Стоун Л. Мудрые слова: использование языка на протяжении всей жизни. Журнал личности и социальной психологии.2003; 85 (2): 291–301. pmid: 12916571
42. 42. Пеннебейкер Дж. У., Бут Р., Фрэнсис М. 2007. Руководство оператора: лингвистический запрос и подсчет слов: LIWC2007 [Интернет]. 2007 [цитируется 3 августа 2015 г.]. Доступно: http://homepage.psy.utexas.edu/HomePage/Faculty/Pennebaker/Reprints/LIWC2007_OperatorManual.pdf.
43. 43. Рингбом Х. Часто встречающиеся глаголы в корпусе ICLE. В: Ренуф А, редактор. Исследования корпусной лингвистики. Амстердам: Издательство Джона Бенджамина; 1998 г.С. 191–200.
44. 44. Wang L, Zhang Y. Основанное на корпусе исследование часто встречающихся глаголов в письме EFL изучающих китайский язык. Обучение и исследования иностранного языка (раз в два месяца). 2007; 39 (2): 110–116.
45. 45. Feist GJ. Синтетическое и аналитическое мышление: сходства и различия среди студентов, изучающих искусство и науку. Журнал исследований творчества. 1991; 4 (2): 145–155.
46. 46. Сандерс Т. Связанность, причинность и когнитивная сложность в дискурсе [Интернет].2005 [цитируется 3 октября 2015 года]. Доступно: http://www.researchgate.net/publication/46669022_Coherence_Causality_and_Cognitive_complexity_in_discourse.

Что такое умозрительная музыкальная композиция? — PARSE

Создание спекулятивной музыки — это первое, что вызывает ассоциации со средневековой категорией «musica speculativa», той эзотерической частью теории музыки, которая выходит за рамки практических и теоретических аспектов музыкальной композиции и направлена ​​на решение экзистенциальных вопросов «почему? ” Именно в этот период музыка считалась частью квадривиума, который включал, помимо музыки, искусство числа или пропорции, геометрию и космологию.Математика действительно всегда считалась важным аспектом «musica speculativa», которая связала композицию музыки с натурфилософией, которая включала в себя сеть идентичностей, отношений и соответствий, так что то, что было абстрактным для чувств, получило конкретную форму. Темы, рассматриваемые в умозрительной музыке, включали «гармонию ангельских порядков, зодиака и планетных сфер, элементов, души и человеческого тела; скрытые соответствия природы; секреты числа; сила звука; и моральная ответственность музыки, обладающей этой силой.Другими словами, идеи, присущие спекулятивной музыке, считались метонимами: не мысли как «вызывающие воспоминания метафоры, достаточные для самих себя, но как точки входа в сложную сеть значений, которая задействуется всякий раз, когда упоминаются ее компоненты». Последнее касается «скрытых соответствий природы; секреты числа; сила звука; и моральная ответственность музыки, обладающей этой силой », которые заслуживают нового рассмотрения того, что сегодня означает спекуляция в музыкальной композиции.

Такие неясные и мистические идеи продолжались и в период Иоганна Себастьяна Баха, когда высокое искусство музыкального контрапункта — сущность композиции в тот культурный период — рассматривалось в связи с эффектом алхимических преобразований и магических отношений, где « активность ассоциаций, смежностей, переносов совпадает с высвобождением символической энергии ». Музыка часто записывалась графически, как шифры, которые должны были отражать посвященные (для «выдавливания магии»), как это продемонстрировали многие из так называемых «канонов головоломок».

Пример 1. Канон-головоломка Иоганна Себастьяна Баха «Гудеманн» (1728 г.) для четырех голосов, где нужно определить правильный временной интервал для вступления каждого голоса.

Эта «сложная сеть значений», которая очевидна во всей музыке Баха, и есть то, что композитор Гельмут Лахенманн называет «аурой», то есть «историей материала в более широких внемузыкальных контекстах, во всех сферах нашей социальной и культурной жизни». реальность нашего сознательного и подсознательного осознания, нашей архетипической памяти и магических предопределений, как коллективных, так и индивидуальных.Такая аура важна для умозрительной музыки, поскольку она позволяет «зарегистрировать весь культурный мир сочиняемого предмета в нюансах и намеках на его детали — отражение интенсивного ограничения, в котором этот мир связан, и соответственно усиленные отражения малейшего сдвига или тремора ». Такие толчки — это то, что композитор Брайан Фернихоу описывает в музыке второй венской школы как «мнемонические триггеры», которые служат для «вызова гораздо более обширных примитивных контекстов» в форме «шоу волшебных фонарей», которое активно мобилизует все виды «смутно осознанных» , но тем не менее общие подсознательные восприятия »в воображении слушателя.Аура важна для композиторского материала, и ее нельзя искоренить путем сведения к звуку — в понимании Пьера Шеффера акусматического слушания , когда источники звука, включая его более широкие культурные и исторические ассоциации, «вынесены за скобки». Действительно, музыкальная аура, как напоминает нам Лахенманн, всегда диалектически опосредована через акустико-физические аспекты звука (внутреннее сопротивление звукового материала, производимого на инструментах исполнителями), структурирование звука (локальные сопротивления, наложенные композитором. на материалы) и тональность.Лахенманн расширяет тональный аспект материала, включая риторические аспекты музыки — напряжение и расслабление, жест, созвучие и диссонанс — или то, что он позже назовет «текстуальным» измерением музыки. «В музыке нет ничего особенного. Все становится тем, чем оно является в памяти и в ожидании, благодаря своей физической близости со своим соседом и его ментальной связи с тем, что от него далеко ». Никакая музыка не лишена выразительных элементов, и это «стремление субъекта к выражению» оживляет музыку, содержание которой представляет собой «изобилие вещей, подчиняющихся правилам музыкальной грамматики и синтаксиса.

Спекулятивная музыкальная композиция не может устранить сходство музыки с языком, поскольку наиболее умозрительный охват музыки происходит через систему взаимосвязей, тенденции которых «достигают высшей точки и синергизируются, проникая через ретикулярные связи и антагонизмы через каналы предписанного значения, чтобы бросить вызов и вытеснить всю ткань толкования, но вовсе не искоренить ее ». Действительно, комментарии поэта Джереми Халварда Принна могут быть распространены на музыкальное развитие, где «скрытое присутствие этих системных связей и связей хранится текстуально в пределах знания, которое принадлежит лежащим в основе базовым формам, не декларируемым непосредственно в поверхностных элементах, но подразумеваемым в мотивированных элементах. звуковые структуры и логика времени.

Эти лежащие в основе базовые формы в музыке — это то, что Лахенманн называет «типами звука» ( Klangtypen ), обозначающими внутреннюю согласованность звуковой структуры и время, необходимое для того, чтобы она была оценена слушателем (звуковая структура « time-logic »или Eigenzeit ). Наиболее важным из этих звуковых типов является Strukturklang (структурный звук), где сильная материальная идентичность (с непредсказуемо богатыми, постоянно меняющимися текстурными компонентами и шумом) подвергается грамматическому синтаксису,

часто превращает материал в тональные образцы каденция, напряжение и расслабление, предшествующие и последующие.Под структурой Strukturklang «имеется в виду образ мышления, который не может быть направлен только на создание, определение или привлечение внимания к музыкальным структурам, но фокусируется на том, где такие структуры возникают, принимают форму и в результате способствуют осознанию самих себя. прямой и косвенной конфронтации с существующими структурами в материале, происходящими из всех областей опыта и существования, всех реальностей, включая те, которые находятся за пределами области музыки ».

«Спекулятивный поворот» в музыкальной композиции сегодня действительно не в том, чтобы исключить сходство музыки с языком и, в более широком смысле, в способности музыки к выражению, а в гуманизированном выражении децентральной музыки из ее привилегированного положения для возможности создания музыки независимо от языка , мысли и намерения, где материальность музыки может превосходить человеческую волю.«Намерения играют центральную роль в музыке… не существует музыки, полностью лишенной выразительных элементов», но музыка — это нечто большее, чем намерение, поскольку она «утверждает, что концепции чужды музыке». Такая музыка предлагает критический материалистический звук — звуковой мир вне сознания, а не звуковой мир, полностью наделенный сознанием, таким образом помещая слушателя в «пространство, где от нас требуется переосмыслить нашу личность в более широкой сфере жизни. ”

Критическая материалистическая музыка связана с представлением Юлии Кристевой о том, что поистине радикальная форма выражения должна включать диалектику между предсимволическими средствами опыта, или семиотическим, и символическим дискурсами.Для Кристевой семиотика относится к материальности символического, к тем «бесчисленным мотивированным отголоскам непроизвольного подтверждения смысла или идеи», которые могут способствовать ожиданиям связи между «звуком и смыслом, где шум, являющийся продуктом существенности становится потенциально значимым ». Шумопонижающая эстетика музыкальной композиции важна для помех «однонаправленному потоку данных», где шум кодируется обратно на уровне восприятия, как в musique concrète instrumentale Лахенмана. A musique concrète instrumentale отражает условия, в которых физически создается звук или шум, какие материалы и энергии задействованы, а также какие сопротивления встречаются. Вопросы шума и интерференции или «расточительства» как того, что остается устойчивым к концептуализации, занимают Принна, поэзия которого диалектически изменяет лирическую субъективность по отношению к сложной материальности языка и служит моделью для моего собственного композиционного мышления.Отходы означают излишество, а «мусор выступает в качестве упрека и вызова инструментальным системам… потому что мусор — это то, что остается, когда работа системы завершена, и ничего не должно быть оставлено». Мусор, по словам Кристевой, предполагает, что изгнанные и использованные части находятся в постоянном процессе растворения и обмена с миром и, таким образом, сопротивляются тому, чтобы его окружали потребительной стоимостью какой-то манипулятивной силой или просто украшением в рамках превращающейся в товар культуры. Отходы также предполагают экологическую озабоченность, когда «возникает новый процесс переговоров между различными нарративами и системами культурного значения», который сталкивается с «мощными инструментальными дискурсами культуры».

Критический материализм имеет в основе сопротивление и трудность. Материальное сопротивление вступает в игру, когда объект не может быть сведен к концептуальному, лингвистическому или практическому определению субъекта. Как заявляет Принн: «Концепция сопротивления может служить альтернативным критерием разборчивости; тот, который не подрывает присутствие, действительность и существование объекта или человека, но который делает доступным факт его существования без ущерба для его статуса как существенной, независимой сущности.«А трудность — это субъективный аналог сопротивления:« Я испытываю трудности, когда сталкиваюсь с сопротивлением ». Спекулятивное мышление может существовать только тогда, когда встречается достаточное сопротивление и испытываются трудности, чтобы «удовлетворить постоянный спрос на осязаемую структуру в человеческих делах», где этот «приоритет данности над целеустремленностью кажется отличительной чертой только творческого воображения людей различные способности человека. Своеобразная функция воображения состоит в том, чтобы признавать онтологический приоритет этого внешнего мира, черпать из него поддержку и отмечать онтологический приоритет посредством создания сущностей, которые впоследствии становятся частью этого мира, дополнением к нему.Празднование «онтологического приоритета внешнего мира», когда спекулятивная музыка может помещать слушателя не в мир, а в мир, утверждает человека как одну часть мира «больше, чем человек».

В нынешних музыкальных композиционных тенденциях мало места для спекулятивного сочинения, неудачное расположение, которое началось в конце 1960-х, когда утопическое отношение сериализма и экспериментализма было сведено к его звуковым эффектам (музыка Texturklang , которая отдает приоритет онтологии). звука над его возможными отношениями).Такое сокращение продолжалось в том, что позже было названо «спектральной музыкой» (особенно в работах Тристана Мурайла и ориентации на IRCAM), посредством чего любое воображение вокруг спекулятивного потенциала музыки было уменьшено и окружено технологическим фетишизмом для звуковых манипуляций, в котором преобладает -гуманизированная концептуализация, коммодификация и контроль. Спекулятивное сочинение требует сопротивления, которое теряется в большей части технологической оболочки музыки, которая сводит музыку к простому звуку. Спекулятивное сочинение требует энергии, полученной из материальных условий производства звуков, а также давления и сопротивления отношений звуков друг с другом, когда-то произведенных, поскольку энергия их производства может поддерживаться в созвездии звуковых структур.Многие современные композиторы, которые исследуют — или, возможно, фетишизируют — «новые звуки» на инструментах за счет связи звуков с синтаксисом, принимают «вторгающийся нарциссизм озабоченности», часто продвигая «непризнанные утверждения о поддержке из-за случайного происшествия, привязанные к привычкам процедуры». и, в конечном итоге, подавить спекуляции из-за изоляции «внутренней части». Этот звуковой фетишизм — или Geräusch Music (шумовая музыка) — является одним из отрицательных эффектов musique concrète instrumentale Лахенмана, когда он отделен от идеи Strukturklang (и диалектического взаимодействия со звуком и структурой).«Текстовое измерение» Лахенманна требует, чтобы слушатель был активен и всегда был вовлечен в музыкальный процесс, чтобы не вызывать пассивного слушания через статические звуковые текстуры, которые часто появляются в отсутствие музыкального синтаксиса. Столь же проблематичной была «критическая композиция» (Kritisches Komponieren) Матиаса Шпалингера и Николая А. Хубера с изгнанием любой позиции субъекта в музыке посредством безличного воспроизведения звуков, в результате чего музыка имеет статус монолитного объекта и слушатель часто оказывается пассивным.Такая ориентация превратилась в сегодняшнюю концептуальную музыку ( die Konzeptmusik ), которая способствует объектному статусу музыки как товара и предлагает полное принятие коммерческой культуры, в которой концепции и «брендинг» имеют первостепенное значение для максимальной обменной ценности и управления художественными произведениями. (и финансовый) риск, музыка, которая кажется «настолько же ограничивающей по своему идеологическому соответствию, насколько удовлетворяет ожиданиям заранее определенного рынка».

Критический материализм — а также сопутствующие ему сопротивление и трудности — важны для того, чтобы спекуляции могли проявиться.Для Адорно спекулятивное мышление эквивалентно материалистическому мышлению, где «соматическое заражение — это просто не примесь, а условие возможности мышления». Как и в случае с musique concrète instrumentale , телесному перформативному опыту разрешено говорить, а само тело рассматривается как «канал для материальных и культурных сил, проходящих через него». Таким образом, спекулятивный момент — это момент, «который не позволяет предписывать его закон посредством данных фактов», но все же превосходит эти факты в самом тесном контакте с материальными условиями объектов и «в отказе от любой священной трансцендентности».Этот критический аспект материализма указывает на внутренние противоречия сущности объекта, которые являются силами его появления. Такой критический аспект является ключевым в предотвращении того, чтобы материализм, как предполагает Патрис Хейнс, превратился в «наивный реализм», где мысль покоится на чистых данностях, таких как Бытие, Жизнь, Половое различие, Материя, Жизнеспособность, которые предполагают «доступ к неведомому. -диалектическая позитивность », требующая« прыжка из всей истории »и приводящая к ложному примирению между субъектом и объектом.Такой материализм отделяет материальные реальности от «матрицы социального воплощения, тем самым придавая этим материальным реальностям некую потусторонность». В самом деле, именно отсутствие тождества между мыслью и материальным объектом обеспечивает основу для умозрительного мышления благодаря сопротивлению материализма и субъективным трудностям, с которыми он сталкивается. «Поддерживая как субъект, так и объект в диалектическом напряжении, Адорно способен сохранять силовое поле между разумом и материей, которое поддерживает как социальную критику, так и объекты в их чувственной специфичности.

Спекулятивное слушание — необходимое дополнение к умозрительному сочинению — требует того, что Принн называет «мысленными ушами». Если перефразировать идею Принна в области музыкальной композиции, «ментальные уши» позволяют реконструировать звуки — или то, что Фернихау назвал бы «голосами», как звуки с гуманизированным влиянием — в предшествующие исторические эпохи, чтобы внимательный слушатель мог «настроиться на них». »К более ранним расписаниям музыкальной композиции:« воспринимающее «я» перемещается так, чтобы занять предыдущую станцию, уже измененную знанием последующих исторических условий.Таким образом, умственные уши эволюционируют благодаря ретрофлексному распознаванию, от результатов эксперимента до самой экспериментальной матрицы и ее смещающихся точек происхождения ».

Фокус Принна на фонологическом шаблоне поэтического языка имеет большое значение для музыкальной композиции, потому что «звуки, которые издают стихи, здесь рассматриваются не как акустическая звучность, а как полуабстрактные представления отношений и упорядочения между звуками и между ними». Действительно, ментальные уши «наделены связями памяти и ретроспективы, как реконструкция того, что изначально было обращено к необъявленному будущему.Мысленные уши будут слышать в старых звуках новые на тот момент звуки создания и обозначения дорожки в переднем пространстве: будущее в прошлом ».

Философ Дэвид Льюис рассматривал спекуляцию как фундаментальную проблему философии — как объяснить такие модальные утверждения как «возможно, случай»? — и разработал модальный реализм для «возможных миров», чтобы учесть бесконечное количество возможностей, которые всегда возможны. представляют нам и проходят параллельно с «реальным» миром — «как обстоят дела» — где наши пути часто определяются экологическим, социальным и экономическим давлением.Используя предложение Льюиса о «трансмирной идентичности», спекулятивной идентичности во всех возможных мирах, я предполагаю, что ментальные уши могут повторно слышать более ранние работы и размышлять о том, как идентичность и «подлинность» музыки могли быть иначе, или, как отмечает Принн, для восстановления песни «через предыдущие поколения и через множество слоев и мест практики, установивший формат временной преемственности». Такие предположения могут обосновать опыт слушания в этой трансмирной идентичности через «связи памяти и ретроспективы», где одновременно присутствуют несколько исторических времен, мест и географических регионов.Композитор Бернд Алоис Циммерманн предложил термин Kugelgestalt der Zeit (сферическая форма времени) для такой трансмирной ориентации, при которой резкое изменение шкалы восприятия прослушивания может привести к представлению идеи тотальности как недостижимой и подразумевающей нечто гораздо большее, в котором все предметы и дискурсы являются взаимопроникающими частями. «Возможности симфонии должны быть подобны миру и охватывать все», — сказал однажды Густав Малер Жану Сибелиусу.В самом деле, «отклоняющаяся» оркестровка Малера как способ музыкального отчуждения проецирует образ «природы» как всего «другого» в музыкальный дискурс, по сути раскрывая, что многое из того, что в музыке считается «природой», есть «Вторая натура» («нормы» музыкального языка, предполагающие иллюзию «естественности»). Такое откровение в опыте прослушивания может открыть более широкое пространство, в котором музыкальный дискурс воссоздается в сложном разнообразии мира, включая людей, общество и их окружающую среду.Эти «тематические» моменты, если использовать термин Юлии Кристевой, как моменты «разрыва и / или границы» — это моменты, когда субъект как слушатель «перемещается по отношению к новым объектам», что может дать «моменты разрыва». возможность и переполнение, моменты, когда символическое растворяется в семиотическом, что требует вмешательства новых форм символического ». Эти моменты переполнения также открывают музыкальный опыт для «тайны», которую Джон Китс называл «отрицательной способностью» — «способной к неуверенности, сомнениям, без какого-либо достижения постфактум и причин», где «тайна» — это то, что является непостижимый и устойчивый к присвоению субъектом.Это сопротивление является подтверждением реального мира — «как обстоят дела» — мира, который намного больше, чем его более чем человеческое жилище, в котором мы живем. Задача современной музыкальной композиции действительно состоит в том, чтобы размышлять о «возможных мирах как противовес нашему современному пониманию места», где лирика в музыке чувствительна к отношениям между человеческим воздействием и присутствием в более чем человеческом мире. Такая чувствительность возникает из-за композиционной избыточности, где субъективность — это «смещенное присутствие» для появления новых способов восприятия, которые сопротивляются репрезентации, концептуализации, обрамлению, количественной оценке и инструментализации.Музыкальная композиция сегодня должна побуждать слушателей слушать «за пределами антропоцентрических терминов, включая способы, которыми сопротивление мира — его конфликтная и динамическая материальность — превышает как концептуальное мышление, так и технологический контроль».

Как композитор, я был вовлечен в такой подход через обновленное чувство «musica speculativa», предлагая сценарии «что, если», чтобы заново услышать прошлое в альтернативных контекстах, как если бы возможности истории могли быть иначе.Звуковые резонансы истории часто подавляются и обесцениваются перед лицом того, что можно увидеть заново. Но свет распространяется быстрее звука, а это означает, что звуковые резонансы, которые все еще сохраняются, часто говорят гораздо больше об истории, людях и окружающей их среде, чем изображения, которые возвращаются, чтобы увековечить их. Действительно, внимательно и с повышенным вниманием прислушиваться к осажденным продуктам более ранней эпохи, как отмечает Принн, означает «столкнуться со смыслом культурного процесса, сложной игрой этической деятельности и воображаемыми догадками, составляющими родословную для полного настоящего». напряженное творческое расширение возможностей.Эта запутанная игра этической свободы воли и воображаемых догадок лежит в основе того, что я называю «спекулятивным сочинением», или, как пишет Принн: «подвергнуть испытанию воображение как экран поэтической совести, чтобы уговорить и бросить вызов тонкости и суждениям». , и установить убеждения и принципы в действии, самоопределение, но ничего ради самого себя, и все это проверяется на предмет того, как обстоят дела ».

Большая часть моего материала основана на расшифровке другой музыки с помощью метода, который биологи назвали «обратной транскрипцией».Транскрипция произошла благодаря центральной догме генетического картирования — модели «однонаправленного потока данных» ДНК на РНК — которая затем была подвергнута сомнению феноменом обратной транскрипции (обратной транскрипции РНК на ДНК), когда шум в канале связи становится часть сообщения и вирусы могут проявиться.

Пример 2. Транскрипция ДНК, при которой механизм обработки РНК содержится внутри структур, называемых «концевыми выступами» в формирующихся транскриптах РНК. Концевые выступы видны на этой электронной микрофотографии хроматина, размазанного дрожжами (© 2002 Nature Publishing Group).

Важность органических сетей, таких как генетическое картографирование, состоит в том, что они могут предложить «чувство языка, отличное от того, что есть у млекопитающих, осознающее вклады и отношения», которое включает звуки до того, как они будут задействованы в «действиях человека» . Вместо этого их «связанные корни развивают их собственное внутреннее действие и активность», что является частью органической связи всего отношения музыки к миру и природе. Действительно, спекулятивная музыкальная композиция побуждает «вырасти трудные прививки» из этих «отложений и взаимосвязей» звуков и шумов мира, где «игровой синтаксис» намеренности музыки постепенно отбрасывает свои «веса и тени паразитически на игровое поле», предполагая музыка, сходство которой с языком превышает антропоморфные термины.

Обратные транскрипции в моей музыке вызывают в воображении звуковой образ полифонии между множеством музыкальных фигур и цитат, которые были повреждены и искажены из-за «игрового синтаксиса» полиритмических «весов и теней» и, что наиболее важно, структурно смешаны — как «сложные grafts »- с шумом для создания плотного Strukturklang , где моменты субъективности и лиризма можно услышать через образные следы в общей массе звука. Strukturklang в моей музыке — это ритм , где шум, расточительство и материальность звукового производства «отображаются на определениях и принуждениях», которые воплощают в себе исследование интенциональности как действия человеческой воли с целью превзойти такую ​​свободу действий.Большая часть «определений и принуждения», которые воплощают в себе «исследование интенциональности», — это моя работа против «логики времени» Strukturklang , вталкивая ее в метрические пространства, которые разрывают цепочку ассоциаций и децентрируют ее «естественность». способы выражения, чтобы внушить чувство языка, которое выходит за рамки человеческой воли. Шум, являющийся продуктом материальности, становится потенциально значимым: могут происходить чувственные взаимодействия со звуком, из которых особенность звучащего события сопротивляется обобщающей логике меновой стоимости.Шум может настроиться на накопленные уровни значений, накопленных в процессе эволюции музыки, и реактивировать прошлые коды как «загрязнение поврежденных форм». Способность обратной транскрипции повреждать и ранить исходный поток информации, когда новые музыкальные конструкции могут возникать из деградировавшего лексикона, накладывает ограничения на музыкальное выражение, чтобы принизить способность музыки к лиризму, посредством чего органическая связь субъекта с « непостижимая пустыня »на другой стороне бытия открывается и питается.

Формы музыки порождают объекты, такие как жесты, которые передают субъективное выражение и интенциональность, которые по своей сути являются «диэлектрическими» в том смысле, что они составляют материал, «через который действует электрический ток, но … сам по себе не проводит электричество, это изолятор и поэтому устойчив к току ». Музыкальные объекты могут отображать только тип и количество приложенной к ним энергии через ущерб, который они нам наносят. Но рассмотрение музыкальных объектов как ярких самих по себе увековечило бы «идеологию прозрачности выражения единственного жеста» и сделало бы «борьбу раздробленного субъекта с самим собой излишней».Скорее, они создают мост между звуком и приложенными силами. Идея Фернихоу о фигуре имеет важное значение для диэлектрических качеств — как «непрерывное столкновение положительных и отрицательных зарядов», посредством которого музыка действует как сейсмограф , который отслеживает силовые линии, приложенные к центральной нервной системе находящегося под высоким давлением человека. материалов. Такая музыка — это вопрос не воспроизведения или изобретения форм, а использования сил. В основе музыкального жеста не ядро ​​осязаемости, а система отношений.Важно то, что происходит между жестами, между звуками, когда направление энергии всегда внешнее и физическое, по направлению к восприятию, а не к идеям. Силовые линии возникают в пространстве между этими объектами — «не пространство как временная лакуна, но в тот момент концептуальной дифференциации, в котором рождается идентичность» — и могут генерировать образных энергий , установленных в акте движения от одного дискретного музыкального жеста. к другому. В отличие от традиционного музыкального жеста, который редко выходит из описательного контекста, фигура застывает и растворяется в поле процессов в виде чистой энергии, где сложность возникает из множества «перспективных причинных энергий», которые возникают в «мгновенных последовательных или перекрывающихся хаотических явлениях». вихри возмущения ».Энергия, которая проецируется, автоматически является частью содержания музыки: поскольку музыка передает энергию, она также связана с этой энергией. Спекулятивный композиционный процесс проецирует свое «содержание» в виде «перспективных энергий» в мир, что заставляет человека «реперспецировать мир повседневного существования, который противостоит нам за пределами произведения». Таким образом, изречение поэта Чарльза Олсона «форма — это не более чем расширение содержания» подразумевает нечто большее, чем определение формы содержанием (кредо органической формы), но эта музыкальная энергия «буквально расширяет содержание, заставляет его расти, проецирует его вовне. в соседние районы.В самом деле, сущность современной реальности состоит в том, что «человек и природа раскрываются как партнеры в более широком континууме, который охватывает их обоих», а «песня — агент этого откровения». Такие «humilitas» — это суть более чем человеческой лирики, которая является точкой входа в процессы, где можно получить меру задействованных сил и энергии. Поврежденная, нарушенная целостность музыки сигнализирует о противодействии и сопротивлении, которому встречаются или игнорируются определенные лирические процедуры, когда «природа и сила сил, которым они подвергаются, должны быть рассчитаны с учетом постепенного« выветривания », эрозии или их внезапного воздействия. всенаправленная «дематериализация».»

Пример 3. Мин Цао,« Метрическая схема », из« Фрагментов методологии композиции », Search Journal for New Music and Culture, Winter 2008.

Именно через обратную транскрипцию« диэлектрические »качества и материальность музыки могут быть приведенным в действие. Электричество как энергия, а также шум можно регулировать на разных уровнях. Метр и ритм в музыке создают ритмическую сетку , которая может стать агрессивно нерегулярной, оказывая сильное давление на звуки, создавая искаженный синтаксис и интенсивное сжатие энергии.Измерительные схемы могут подчеркивать чередование короткой и большой продолжительности, подобно «весам и продолжительности» поэта Эзры Паунда в поэтическом измерителе, чтобы создать электрические и магнитные поля «локуса» или «вихря», которые могут возникать как «Внутреннее объединение сил» и «виртуальная топология возможностей». В Примере 3 метрическая прогрессия предполагает «вихрь» (с лучистым узлом к ​​центру) либо посредством тонких аддитивных движений (таких как «+» или «-» на один удар), либо посредством более резких мультипликативных движений (таких как удвоение или удвоение). уменьшение вдвое единицы удара).

Метрический выбор композитора функционирует как правила для базовой структуры, которые придают форму и выражение музыкальной грамматике, или, как сказал бы Принн в отношении языка, его «рационального и эволюционного лингвистического скелета, который поддерживает продуктивную изобретательность текстов. . » Размер и ритм, как возможные сопротивления насилию чрезмерно гуманизированного музыкального языка с его «одомашненными» категориями ощущений (такими как созвучие, мелодия и пафос), могут осознать силы этого насилия, чтобы разъедать то, что Лахенманн назвал это «границами старой господствующей идеи музыки».Измеритель, в частности, может «нарушить покладистую гармонию поверхности поворотами в лоб, которые генерируют энергию концепции и совести и сталкивают противоречивые аспекты лицом к лицу». Метр и ритм могут вписать «новые наборы смысловых различий в график старых», где «мера — это прежде всего не единица акцента агогических приоритетов, а пространство, служащее для разграничения поля операций или присутствия. специфических звуковых качеств, музыкальных процессов. Согласованность повторяющихся импульсов служит, прежде всего, для установления границ, действующих границ между одним таким пространством и другим.В соответствии с этим принципом, «степени сжатия, искажения, схождения или взаимной интерференции вычисляются в зависимости от степени, в которой ощущение времени поддерживается или искажается определенной тактильностью плотности импульса, устанавливающей« внутренние часы » конкретное метрическое пространство. Выражения отношений отношения и пропорционально-связанных структур, по сути, выражаются с помощью различных категорий механизмов восприятия ».

Использование «длин иррациональных мер», знаменатели которых не могут быть выражены в виде степеней двойки (например, 3/10 или 5/24), полезно в качестве «локальных« диссонансов », служащих для перефокусировки внимания и инстанциированной переоценки преобладающих временная перспектива.Они также могут действовать как «катастрофические» скачки, открывающие разломы и разломы в текстовой области музыки, где такая активация «системы разрывов и разрывов», как отмечает Принн, «прерывает внутреннюю сплоченность и граничные профили ее. домена, так что есть постоянная утечка внутрь и наружу через связь с большим мировым порядком ». Эта утечка «бросает вызов гуманистической парадигме и ее месту в позднекапиталистической культуре, внося сдвиги в масштабе, которые немедленно разрушают любое ощущение личного, непосредственного восприятия.Текстовая область музыки открывает то, что Лахенманн называет «ситуациями», или то, что Джон Кейдж назвал бы «анархической гармонией», когда звук освобождается от человеческой интенциональности и проникает в простоту природы. Тем не менее, в музыке Лахенмана, несмотря на материальность звука через обратную транскрипцию, постоянно вмешивающуюся в поток выражения для создания присутствия, субъектная позиция лирики всегда является центральной, неподвижной и доминирует над всеми другими позициями, нарушая дискурс смысла, что может уменьшить лирический импульс к культурной ностальгии.Когда «текстовая область» музыки становится ностальгической, тогда способность к «ситуациям» может быть отнесена к подобным садам пространствам, где свобода в акте прослушивания может потерять свое «чувство риска» и стать во власти чрезмерно гуманизированного лиризма. . И наоборот, в музыке Фернихау, несмотря на постоянно меняющиеся позиции субъектов, в которых обитает слушатель, что может предотвратить тенденцию к овеществлению, отсутствие обратной транскрипции обратно в поток выражения — как musique concrète instrumentale — вызывает свободную игру образных энергий отсутствовать в «почве», на которой будет происходить любое слушание.Без присутствия, которое обеспечивает «земля», музыка может стать просто абстрактной и сведенной к «игре поверхностей».

Обратные транскрипции иногда находят свое место в музыке Янниса Ксенакиса, который использовал математические методы в музыкальной композиции, чтобы приблизиться к противоречивой и динамичной материальности природы, чтобы приблизить ее к данным. Что я считаю особенно актуальным, так это увлечение теорией катастроф прерывистого поведения, возникающего из-за непрерывных основных сил, приводящих к потере устойчивости динамической системы.Последовательность пропорциональных мер может создать морфогенетическое поле — в виде ритмической энергии, где короткие меры действуют как аттракторы, — которое притягивает энергию к ее центру. Наличие «иррациональных» мер в центре каждой последовательности — это (временной) разрыв, который может вызвать катастрофический скачок. Любой прерывистый переход может происходить, когда система имеет более одного стабильного состояния или может расходиться и следовать более чем одному стабильному пути изменения (Пример 4).

Пример 4. Катастрофа излома, когда состояние топологической поверхности не является «гладким» в каждой точке и представляет собой катастрофический «внезапный скачок» вдоль пути A.(Из Э. К. Зеемана, «Теория катастроф», в журнале Scientific American, апрель 1976 г., стр. 65–83).

Катастрофическое изменение состояния, отображаемого в музыкальном произведении, обнажает внутреннее ощущение противоречия материалов как расходящихся и даже конфликтующих «силовых линий». Силовые линии могут способствовать непрерывному проецированию множественных, неоднозначных и даже противоречивых перспектив в виде «эффекта глубины». Такие головокружительные, парадоксальные перспективы могут быть представлены в теории катастроф с помощью «концепции множественных аттракторов — или множественных системных равновесий — при работе в диапазоне бифуркационного множества».В зависимости от уровня параметризации музыкальная форма, смоделированная с помощью теории катастроф, представляет собой «пробелы» в поведении, создавая зоны отклонения от установленного музыкального материала; в этих зонах единообразие, единодушие и стабильность музыкальной структуры подрываются внесением в форму противоречивых элементов ». Иррациональные меры, такие как локальные «катастрофы», разыгрывают «постоянное смещение того, что казалось безопасным, и подкрепляют взаимодействие с проблематично промежуточным положением между застоем и постоянным потоком».

Mirandas Atemwende , второй акт моей оперы Die Geisterinsel , представляет собой пример обратной транскрипции, встроенной в локальные катастрофы, которые отражают «постоянное ускользание» понимания главного героя о влиянии языка. Первый акт, Die Geisterinsel , основан на Singspiel конца восемнадцатого века с тем же названием немецкого композитора Иоганна Рудольфа Цумстега и представляет собой адаптацию шекспировского произведения The Tempest .Музыка Цумстега написана в стиле поздней классики Вольфганга Амадея Моцарта и Йозефа Гайдна, а либретто Вильгельма Фридриха Готтера характеризуется своим классически возвышенным немецким, напоминающим Гете, что резко контрастирует с «поздним стилем» Шекспира с его сжатым звучанием. информация, использование просторечных и несколько резких и неровных ритмов. В моем Die Geisterinsel — это поздний классический музыкальный стиль Zumsteeg, его формальные структуры, гармонический язык и т. Д., переработаны в моей собственной шумовой эстетике. После его премьеры я почувствовал необходимость во втором действии, чтобы как-то сбалансировать и обогатить главных героев Die Geisterinsel , где Калибан и Миранда и их соответствующие отношения с Просперо представляют более тонкую критику доминирующего положения Просперо на острове. где происходит действие Tempest Уильяма Шекспира. Под влиянием анализа Принна 94-го сонета Шекспира («Они, которые Haue Powre to Hurt»), где он тщательно исследует его сильно сжатые семантические структуры, а также энергичных и звукоцентрированных переводов сонетов Шекспира поэтом Полом Целаном, я начал работать. с текстами как материальностью больше, чем как носитель повествовательного смысла и идей.В Mirandas Atemwende только Миранда и Калибан остаются персонажами из Die Geisterinsel , которые распространяют свое недовольство властью Просперо над ними на более общую критику языка Просперо и его подразумеваемых иерархических и властных отношений. Первые восемь таблиц Mirandas Atemwende сосредоточены на Миранде посредством умозрительной обратной транскрипции монодрамы Арнольда Шёнберга Erwartung .

Чувство ожидания возможностей радикально нового языка — музыкального и поэтического — вдали от влияния Просперо — а в случае Шенберга — от тональности — обусловливает эти картины.Цитируя экспрессионистские музыкальные жесты, а не опираясь на психологически укоренившийся экспрессионизм, музыку можно рассматривать как документальный фильм об экспрессионизме, где выражение опосредовано лирикой в ​​музыке, подвергнутой строгой формальной строгости, сопровождаемой зачастую тонким балансом между крайней организованностью. и несфокусированный хаос. Либретто начинается слоговыми фрагментами из перевода Пола Целана Шекспира Сонет 105 и завершается стихами из его сборника Atemwende (Breathturn), где под сомнение ставится сама целостность немецкого языка.Перевод Шекспира на немецкий язык Целаном с особым акцентом на звук и материальность языка — это ступенька к его собственной поэзии, в которой поэтическое выражение явно отчуждено, сломано и граничит с немым. Поэзия Целана как текст Миранды, слова которого выкованы вместе из принципиально разных категорий (таких как Wortmond или Wundenspiegel ), создает метафорический язык, который ускользает из сада рационального дискурса Просперо и восстанавливает необходимые отношения между фактом и ценностью в чтобы иметь силу последствий, чувство экзистенциального смысла и цели, которые были потеряны на острове.Как обнаруживает Миранда, «поэтический язык — это язык изначального мышления, свободного от репрезентативности рационального исследования. Поскольку оно обращается к сознанию, а не через него, поэтическое мышление является этической способностью одновременно позволить быть и породить в отношении бытия ».

Пример 5. Арнольд Шёнберг, Erwartung mm. 37-41 (Вена: универсальное издание, 1909 г.). Шенберг сочинил экспрессионистскую монодраму «Эрвартунг» на либретто Мари Паппенгейм для драматического голоса, который утверждает, что является единственным, кто формирует свое собственное самовыражение, а звуки оркестра, в свою очередь, реагируют на ее внутреннее психологическое состояние.Пример 6. Мин Цао, Мирандас Атемвенде, мм. 78-81 (Лейпциг: издание Петерс, 2014-2015). Спекулятивная обратная транскрипция Примера 4 из «Эрвартунга» Арнольда Шёнберга, чтобы вызвать чувство ожидания (Erwartung) возможностей радикально нового языка, музыкального и поэтического, вдали от влияния Просперо. На этом новом языке лирическая субъективность измеряется местом Миранды в более чем человеческих звуках острова.

«Atemwende» Миранды символизирует радикальную поэтическую переориентацию и солнцестояние дыхания, посредством которых поэзия (недавно открытый язык Миранды) актуализируется.Как заявляет Целан в своей речи Meridian : «Внимание, которое стихотворение пытается уделять всему, с чем сталкивается, его более четкое ощущение деталей, очертаний, структуры, цвета, а также« тремора »и« намеков », все это не, я считаю, достижение глаза, конкурирующего (или подражающего) все более совершенным инструментам, а скорее концентрация, которая сохраняет в памяти все наши даты ». Последние строчки Миранды из либретто Готтера Die Geisterinsel , «Ich will alle meine Sinne anstrengen» [я хочу задействовать все свои чувства] отражают чувства Целана, чтобы стать более «внимательными ко всем нашим свиданиям», то есть , чтобы лучше осознавать свое ощущение того, что — это , которое более «совершенные инструменты» Просперо свели к абстракции чисел.Миранда цитирует текст Целана, «чтобы говорить, сориентироваться, узнать, где я был, куда я направлялся, в свою реальность». Как отмечает Целан: «Стихотворение… может быть письмом в бутылке, брошенной в море с — не всегда сильной — надеждой на то, что оно каким-то образом может быть где-то унесено водой, возможно, на берегу сердца. Таким образом, стихи тоже идут по маршруту : они идут навстречу. К чему? К чему-то открытому, обитаемому, доступному вам, возможно, доступной реальности ».

Поэтический язык Миранды становится местом для такой встречи — встречи, которая преодолевает дистанцию ​​между собой, которую она приобрела благодаря образованию Просперо и своей изоляции на острове, — из которого она может создать для себя идентичность.Послание Миранды в бутылке, брошенной вдали от острова Просперо, продолжается на протяжении всей оперы, и ее голос символизирует хрупкость благодаря этой возможности безответного поэтического воззвания. Миранда через стихи Целана ищет общения, контакта, связи за пределами острова как места обитания человечества: «есть / еще песни, которые можно петь за пределами / человечества». В стихах Целана почти всегда есть «ты» ( dich ), которому они адресованы. «Стихотворение хочет направиться к какому-то другому, ему нужно это другое, ему нужен аналог.Все, каждое человеческое существо, для стихотворения, направленного навстречу другому ». Миранда тянется к этому другому в отсутствие Просперо, которого теперь нет, двойника, к которому она может идти и двигаться. Действительно, Миранда олицетворяет поэтический дискурс с самого начала — желание выковать слова Просперо в новый язык, который не может разделять и классифицировать, тот, который исследует самые пределы сознания и устанавливает необходимое отношение к истине. В этом смысле Миранда полностью осознает свой потенциал — как поэтического дискурса — побуждать к действию и позволять ему действовать.Благодаря Миранде поэзия и музыка становятся необходимой силой для противодействия искусству Просперо, предлагая альтернативу, в которой не доминирует инструментальный разум и которая принимает остров таким, какой он есть (и не превращается в сад как жилище человечества), открывая история намного старше, чем когда прибыл Просперо, за чье руководство Миранда теперь чувствует ответственность.

Последняя треть из Mirandas Atemwende , таблицы с девятой по двенадцатую, сосредоточена на Калибане. Таблицы девять и десять, в частности, ссылаются на часть из Mouvement ( —vor der Erstarrung ) от Lachenmann.К моменту написания музыки в начале 1980-х идея Лахенманна заключалась в том, чтобы взять материал «шума» и внести его в композиционную звуковую структуру. Принимая это как метафору осознания Калибаном укрощения или колонизации острова Просперо через его искусство (или композиционный «язык») и стихи из Белых камней и Порядок слов Принна, сознание Калибана обогащается так, что он может «растворить к нему засовы и позволить надежде сохранить священный плод на дереве», то есть, чтобы Калибан стал более остро осознавать материальные процессы на острове, от которых язык Просперо отчуждал его.В этих картинах Калибан пытается обратиться к ране, нанесенной языком Просперо, ране, которая остается зияющей сквозь поэзию Целана. Калибан использует поэзию Принна, чтобы выразить «парадигматический момент импульсивного чувства, который избегает или, скорее, предшествует сознательной попытке обработать и понять его», импульсивное чувство, которое затем диагностируется в Mirandas Atemwende как «момент боли». Можно также услышать слабое эхо «… zwei Gefühle …» Лахенмана, когда рана открывается «двумя чувствами» Калибана (представленными двумя отдельными действующими лицами) к «угрожающей тьме» сада Просперо и его собственному «желанию». увидеть своими глазами », какие бы чудесные вещи ни происходили на острове в отсутствие Просперо, чтобы увидеть эту« непостижимую пустыню »на другой стороне бытия.

Калибан, как и Миранда, ранен просвещением Просперо и желанием разбить континуум времени с помощью все более совершенных инструментов. Ответ Калибана — заново открыть для себя те естественные процессы острова, «унисон форм», и позволить им снова течь: «Если мы произвольно разбиваем континуум времени на фиксированные интервалы, на которые мы затем проецируем надежды или ожидания, отложенные от в настоящее время мы теряем связь с естественными процессами ». Подобно настроениям Фридриха Гельдерлина в его знаменитой поэме Hälfte des Lebens ,

«Фрукт не следует объявлять« святым »с чувством отделенности, обычно сохраняемого на дереве.Плод — это этап непрерывного цикла жизни растения, а не только конечный результат. Все, что живет за счет постоянных изменений и развития, мы искажаем, укрепляясь — если только мы не способны «дать волю» тому, что в настоящее время мы с тревогой «сдерживаем» ». Слова Калибана исходят из возобновленного, повышенного внимания к процессам на острове, с точки зрения, с которой последний гвоздь вбивается в гроб искусства Просперо.

Сжатие и усиление словесного и музыкального языка в Mirandas Atemwende — это способы взаимодействия с поздней модернистской формой выражения, которая устанавливает связь между романтизмом и формальной строгостью, крайней экспрессионистской абстракцией и документальной «аутентичностью».Работа с экспрессионизмом как способом позволить материалу выразить себя, но без психологизации, означает обновление идеи лирики в современной музыке, которая становится в моей музыке раздробленной, поврежденной, многопрофильной, сложной и проблематичной, чтобы согласовать сложности окружающего мира. Лирическая субъективность в конечном итоге заключена в самих музыкальных звуках, а не в едином последовательном «говорящем», чувстве художественного выражения, которое охватывает внешность мира, а не отступает от него.Как пишет Стефан Шрайбер о пении Миранды в Mirandas Atemwende : «Отличительная вокальная техника Миранды контрастирует со сложным поэтически-философским языком Калибана. С своего рода документальной дистанцией актеры Калибана создают паутину мыслей и образов, которая четко отделяется от инструментальных звуков и шумов, словно вырываясь из звукового ландшафта. В то же время Миранда показывает свой новый мир пения, который, скрытый в этих звуках, часто сливается с ними.

Напротив, столкнувшись с воздействием природы на ее внутреннюю жизнь, драматический голос в Erwartung утверждает, что является единственным, кто формирует ее собственное выражение лица, где звуки оркестра, в свою очередь, реагируют на ее внутреннее психологическое состояние. Тем не менее, в Mirandas Atemwende , Миранда, как «чуткий изобретатель нового вида пения», начинает представлять себе лирического субъекта другого типа, которому нужна дикая природа за пределами сада, чтобы найти путь к этому «новому … другая песня », состоящая из« многогранных нюансов, расположенных между точными, хрупкими тонами и вокальными шумами, возникающими при резком повороте вдоха и выдоха поющего дыхания.«Цель Миранды состоит в том, чтобы подтвердить мир во всей его сложности и объяснить, как мы оцениваем место человечества в этом мире. В самом деле, « Atemwende » Миранды означает признание того, что наш сад больше, чем жилище, которое мы построили, и простирается через эту «непостижимую пустыню» на другую сторону бытия.

Децентринг лирики в более чем человеческий мир как желание раненой, а иногда и хрупкой выразительности ведет непосредственно к поэзии Целана.Особое присвоение Мирандой поэзии Целана проистекает из противоречивых позиций Sprechgesang Шенберга — техники, исходящей из чрезмерного языка монодрамы и ее критического поворота к тону кабаре, то есть «из бесчисленных выразительных сил техники, она достигается в конце концов, это расстояние документальной речи ». Отступая от какой-либо определенной позиции вдали от такого рода речи, цепь диссоциаций и разрывов — подобно вирусу — начинает мобилизовать и заражать языковую сеть.По словам Шрайбера, эта цепь в конечном итоге «разрывается и ставит под сомнение внутреннюю сплоченность языка вместе с концепцией его границ, чтобы иметь возможность слышать в примитивном мире за пределами сада другой голос и его постоянно обновляющийся». другое пение »-« песни, которые нужно петь за пределами человечества », — что является лирикой антропоцена.

Иллюзия речи в песню — Майк Витевич

Покровители науки синтаксического анализа получают эксклюзивный доступ к бонусным клипам из всех наших эпизодов, а также могут загружать mp3-файлы каждого отдельного эпизода.

Клипы, доступные для посетителей, включают…
Полный эпизод с доступной загрузкой
Мысли об Amazon Mechanical Turk (mTurk)
Использование Николаем Кастро mTurk
Передача прайминга в теории структуры узлов
Об экспериментах Лизы Маргулис с иллюзией преобразования речи в песню
Запрещение узлов слова через слова на испанском языке
Исследование Майка о фонотаксических вероятностях
Оборудование, используемое в Лаборатории разговорного языка
О кризисе репликации в психологии
Краудсорсинговый сайт ошибок речи Майка (SPEDI)
Обучение любопытству студентов
Сохранение дизайна и статистика простая

Майк Витевич: Те же механизмы, которые объясняют восприятие речи, производство речи, объясняют и другие виды речевых ошибок.

Дуг Ли: это научный анализ неопубликованных историй, лежащих в основе самой убедительной науки в мире, рассказанной самими исследователями. Я Дуг Ли. На этой неделе Райан простудился, но вернется в следующий раз.

Ли: В 2003 году британско-американский психолог Дайана Дойч выпустила устное слово CD фантомные слова и другие курьезы, которые содержали следующее предложение:

(голос Дайаны Дойч): Это звучит так, как кажется вам, не только отличается от тех, что которые действительно присутствуют.Но иногда они ведут себя так странно, что кажутся совершенно невозможными.

Ли: При редактировании этой записи в 1995 году Дойч случайно оставил фразу иногда так странно зацикливаться на компьютере:

иногда ведет себя так странно
иногда ведет себя так странно
иногда ведет себя так странно
иногда ведет себя так странно

Ли: Вместо того, чтобы казаться произнесенной фразой, Дойч услышала мелодию в ритме своего голоса и назвала этот эффект иллюзией преобразования речи в песню.Сегодня к нам присоединился Майк Витевич из Канзасского университета. Он расскажет нам о своих исследованиях когнитивных механизмов, лежащих в основе иллюзии. Вот Майк Витевич.

Витевич: Привет! Я Майк Витевич. Я заведую кафедрой и профессором психологии в Канзасском университете, и я исследователь языка, я исследователь речи. Большинство людей, которые смотрели на это раньше, были людьми с музыкальными познаниями. Итак, я привел совсем другую перспективу, совсем другой объектив, совсем другой набор инструментов, совсем другой набор теорий, связанных с этой иллюзией.Так что я думаю, что это была отличная перспектива, которую мы, как исследователи языка, смогли предложить. Было проделано много работы по изучению этих связей между музыкой и языком. Похоже, что во многом это связано с музыкой. Итак, почему бы нам, как вы знаете, языковым людям, не сделать немного больше, чтобы взглянуть на это, а затем не посмотреть на это как на возможный способ увидеть, как работает система? Так что одна из вещей, которая действительно сделала это для меня интересным, — это то, что я действительно мало знаю о музыке и о других авторах — Джош Мендоза был специалистом по композиции.Он был на моем вводном уроке психологии, и когда я это сделал, я знал, что сделал это в качестве демонстрации, его глаза были размером с блюдце, его челюсть была на столе, как будто все это было так круто. Как ты это делаешь, какой парень любит над этим работать. Итак, я был такой: да, конечно, все в порядке! Так что было приятно, что кто-то, кто действительно много знал о музыке, работал над этим.

Ли: Исследовательский интерес Майка состоит в том, как информация, относящаяся к словам, хранится в памяти и как организация этих слов в памяти позволяет нам быстро и точно получать доступ к этой информации.Итак, мы начали с того, что спросили Майка, что его заинтересовало в изучении слуховых иллюзий на первых местах.

Витевич: Речевые ошибки, ошибки производительности и иллюзии — все это возможности для изучения того, как устроена система. Это все виды ошибок, которые делает наша система, и что-то не выходит из строя случайным образом. Они как бы ломаются в самых слабых местах. Таким образом, такие вещи, как слуховые и визуальные иллюзии, действительно полезны для понимания того, как устроена система, то же самое с речевыми ошибками, феноменом кончика языка и тому подобными.Большую часть времени мы довольно точны, но время от времени, когда у нас есть этот промах, есть возможность заглянуть за занавески. Чтобы увидеть, как мы на самом деле устроены. Вы знаете, это как всплывающие их маленькие жемчужины, которые очень полезны и помогают нам понять, как все работает.

Ли: Теория структуры узлов — это модель, которая описывает восприятие и действия людей и состоит из трех основных процессов: прайминга, активации и насыщения. Дуг и я очень хотели узнать, как модель концептуализирует эти три процесса.

Витевич: Теория структуры узлов имеет эти узлы, эти детекторы, для разных размеров речи. Итак, есть детектор звука, фонемы, есть детектор слогов, типа групп сегментов или групп фонем. Есть детекторы слов, есть детекторы значения слова. Итак, это все узлы, которые представляют эти фрагменты информации, прайминг — это своего рода то, о чем большинство когнитивных моделей говорят как о распространении активации. Итак, есть своего рода психическая энергия, которая течет от одного узла к другому по этим связям и как бы запускает этот детектор при достижении определенного порога, как в случае нейрона.Нейрон срабатывает в случае детектора, детектор активируется, и эта информация достигает сознательного осознания. Итак, когда детектор слов, наконец, становится достаточно активным, он активируется, о, я слышал именно это слово . Детекторы похожи на мускулы, вы продолжаете их использовать, использовать и использовать, и они изнашиваются, утомляются, верно? и это идея насыщения различных узлов, различных детекторов. Опять же, как и другие виды мышц, которые у вас есть, у вас есть некоторые мышцы, которые представляют собой своего рода мышцы выносливости, которые просто продолжают двигаться, двигаться и двигаться.А потом у вас есть другие мышцы, которые хороши для коротких всплесков энергии ночью, ну, понимаете, утомляются. Итак, слоговые узлы, потому что один и тот же слог можно найти в нескольких словах, больше похожи на ваши мышцы выносливости. Таким образом, они будут продолжать стрелять, стрелять и стрелять, в то время как словарные узлы, детекторы слов, они стреляют, а затем они очень быстро устают.

Ли: Теория структуры узлов использовалась для объяснения всего, от нормальной памяти и языковой обработки до дисфункциональной обработки, а также различий в обработке из-за старения или определенных когнитивных нарушений.Затем Майк описывает, как он и его команда решили проверить способность теории объяснять, что происходит в иллюзии речи в песню.

Витевич: Изначально я наткнулся на речь, иллюзию песни в дневнике или просто привлек мое внимание, потому что большую часть времени, когда вы думаете об иллюзиях, люди обычно слышат и читают о визуальных иллюзиях, и вещи. Так что тот факт, что был слуховой, был отчасти изящным. В статье были упомянуты еще один или два других, и есть нечто, называемое эффектом словесной трансформации , , который слышит одно и то же слово снова и снова, снова и снова.И что происходит, это слово, да. Итак, в Интернете есть хороший пример слова «пламя»: пламя, пламя, пламя, пламя, и через некоторое время оно начинает звучать как обвинение, затем такое же и хромое, затем оно снова переключается на пламя, а затем становится славой. Некоторое время спустя есть еще одна статья, в которой говорилось об этой иллюзии, и в ней говорилось о теории структуры нот как ее возможном объяснении. Я был в некотором роде поражен, эй, в обоих случаях есть повторение, и похоже, что это, знаете ли, потенциально делает то же самое.Интересно, может ли эта известная теория структуры объяснить эту речь — иллюзию песни — и поэтому мы пошли искать. Что ж, мы не хотим, чтобы речь шла о песне Люсьена, и на самом деле не было хорошего объяснения этому. Итак, это заставило нас задуматься о том, что мы могли бы сделать для своего рода теории структуры тестовых узлов, чтобы увидеть, действительно ли это разумное объяснение этого явления, решение? Итак, мы просто попытались разобрать разные части системы, так что произойдет, если мы каким-то образом удалим слово нос, что произойдет, если мы активируем только слоговые узлы, сколько слов или слогов могут вмешаться, прежде чем узлы восстановятся, прежде, чем они отдохнут и утомятся, и снова могут стрелять.Итак, это были действительно общие вопросы, которые нам было интересно задать, и тогда это было просто вопросом хорошо, как нам проверить их с помощью имеющихся у нас стимулов, и поэтому мы используем некоторые не слов, чтобы попытаться удалить детекторы слов, использующие слова, которых вы не знаете. Итак, испанские слова, и люди, которые не говорят по-испански, как бы пытаются вытащить детекторы слов и посмотреть, можем ли мы все еще получить эту иллюзию.

Ли: Майк и его команда провели шесть отдельных, но связанных, экспериментов, чтобы проверить, может ли теория структуры узлов объяснить иллюзию преобразования речи в песню.Нам было интересно, как они планировали эти исследования, а также что именно каждый эксперимент намеревался открыть.

Витевич: В нормальной речи мы имеем дело с ритмическими просодическими вещами, подобными музыке. Итак, мы задавались вопросом, знаете ли, нужно ли нам все это, и это был действительно первый эксперимент, в котором мы просто сократили все до четырех слов, которые были отчасти случайно выбраны, просто соединены вместе. Если на самом деле утомляют только эти детекторы слов, тогда мы сможем получить это с помощью такого урезанного стимула, как этот.Итак, первый эксперимент действительно был нашим первым тестом на то, сможет ли теория узловой структуры объяснить иллюзию преобразования речи в песню. Итак, мы снова попытались отбросить такие вещи, как просодия и просто значение, которое у вас может не быть даже короткой фразы, и просто произвольно сложили несколько слов вместе. И если объяснение, теория узловой структуры, было правильным, то мы могли бы получить его даже из такого урезанного стимула. И мы это сделали, и это действительно было похоже на первое, что хорошо, мы могли бы кое-что найти здесь, и позволили нам исследовать другие аспекты теории после этого.Таким образом, это побудило нас продолжить тестирование других частей теории структуры узлов, чтобы увидеть, действительно ли это то, что лежит в основе речей, иллюзии песни. Итак, во втором эксперименте мы рассмотрели слова, у которых либо было сильное слабое ударение. Итак, ударение находится на первом слоге или слабом сильном ударении, поэтому ударение находится на втором слоге. Образец сильного слабого стресса чаще встречается в английском языке, поэтому он должен вызывать иллюзию немного иначе, чем образец слабого сильного стресса.Так что это снова была игра с детекторами слогов. В третьем и четвертом экспериментах мы пытались полностью удалить узлы слов и просто стимулировать узлы слогов, а затем мы хотели поиграть с этой идеей насыщения, вы знаете, как быстро эти детекторы могут восстановиться; И вот тут-то и вступают в игру пятый и шестой эксперименты. Это слово, которое действительно нужно самому или количеству слогов, а затем как бы игра с ними обоими в последнем эксперименте.

Ли: Поскольку люди, не знающие иностранного языка, не могут формировать лексические узлы для этих слов, в четвертом эксперименте команды была предпринята попытка простучить только слоговые узлы с использованием слов из иностранного языка: испанского. Мы с Райаном спросили Майка, как он и его команда придумали испанские слова, используемые в эксперименте.

Витевич: На самом деле это был другой эксперимент. Несколько лет назад они просто валялись у нас. Итак, давай попробуем еще раз.Этот другой эксперимент тоже был отчасти глупым, поэтому в испанском есть слова мужского и женского рода, и он не имеет ничего общего с самим объектом, это просто особенность языка. Итак, у большинства слов мужского рода была буква «О», а затем у большинства слов женского рода была буква «а», ах , и для их описания используется una или la . Итак, мы как бы задались вопросом, ну, один из говорящих, мужчина … имеет ли это значение, произносит ли он слово женского пола или слово мужского пола? Это вообще играет роль? Итак, мы провели исследование с мужчиной и женщиной, говорящим по-испански, и они зачитали список мужских и женских слов, и когда людей попросили определить пол говорящего, они смогли сделать это очень легко, нет проблем.Но когда их попросили определить, является ли слово мужским или женским, и мы наняли этих носителей испанского языка, при совпадении пола говорящего и слова они были как бы немного быстрее, чем если бы они не совпадали. И мы были просто потрясены этим. Итак, мы, вы знаете, наконец-то опубликовали что-то вроде этого, и у нас просто остались эти слова. Итак, когда мы думали о том, чтобы попытаться извлечь словесные узлы из иллюзии преобразования речи в песню, мы думали об использовании иностранного языка, и у нас были эти испанские слова.

Ли: Эксперимент предоставил доказательства в поддержку идеи о том, что повторяющееся праймирование слоговых узлов способствует песенному восприятию в иллюзии преобразования речи в песню. Затем мы спросили Майка, что нового в области двуязычных исследований.

Витевич: В двуязычных исследованиях происходят действительно интересные вещи. С самого начала эта область довольно интересна, потому что американская психология считает двуязычие исключительным явлением, что это уникальное явление, верно? и это странный навык, не так ли? ты особенный, если поедешь в Европу.Двуязычие там тоже является своего рода исключительным явлением, потому что большинство людей говорят на четырех или пяти языках. Так что во многих смыслах это странная сфера, потому что обычно это норма во всем мире, но здесь, в США, это своего рода уникальная вещь. Вначале это было изучено как навык, как шахматы, не так ли? вот где была проделана большая часть той ранней работы. Это как бы бросило это сквозь призму, но мы действительно в некотором роде изысканные существа. Мы можем уловить любую подсказку, даже если у вас есть кто-то, кто свободно говорит по-английски и по-испански.Вы можете уловить эти действительно тонкие сигналы, чтобы знать, что это испанский R или нет, это R, как английский, или что-то в этом роде. Итак, мы склонны думать, что это было похоже на выключатель света, мы говорим либо на этом языке, либо на этом языке, но мы можем улавливать эти действительно прекрасные сигналы и знать, что нас ждет.

Ли: Восприятие иллюзий восприятия может быть нормальной реакцией, когда наше восприятие не соответствует тому, что на самом деле происходит в окружающей среде. Учитывая это, нам было интересно услышать, какие слуховые иллюзии — такие как иллюзия речи в песню — говорят о том, как мы интерпретируем окружающий нас мир… как Майк объясняет после этого короткого перерыва.

объявление: Мы делимся наукой

Ли: Когда мы закончили, Майк собирался обсудить, какие слуховые иллюзии, такие как иллюзия речи в песню, говорят о том, как мы интерпретируем окружающий нас мир.

Витевич: Мы не понимаем, насколько мы вроде как просто придумываем что-то на самом деле, понимаете, буквально придумываем, заполняем пробелы и тому подобное, пока у нас не будет одной из этих ошибок, вроде обрезки. встань и покажи нам, ну ладно, здесь есть кое-что, чего я действительно не знаю.Я просто заполняю множество пробелов предыдущими знаниями или небольшими кусочками информации из окружающей среды, и я думаю, что именно это делает эти вещи такими удивительными и неприятными и делает их такими интересными. Потому что, я думаю, мы принимаем как должное то, как мы передвигаемся по миру, и сколько на самом деле не существует, не так ли? Я имею в виду, что да, мы просто придумываем что-то в терминах нашего восприятия, а иногда и в нашей памяти. Итак, что происходит в иллюзии преобразования речи в песню, так это то, что вы постоянно стимулируете эти детекторы слов, эти словесные узлы, и поэтому они устанут, так утомятся, что больше не будут стрелять, что затем оставляет узлы слога, чтобы отреагировать нормально.А слоги несут ритмическую информацию языка, и поэтому восприятие идет от слова, потому что это то, что достигает порога и активируется. Его больше не активируют, это утомляет. Итак, теперь вы получаете именно такую ​​информацию от детекторов слогов, и теперь вы слышите ее больше как ритмическое музыкальное восприятие, а не слово, которое было раньше. Это те же самые механизмы, которые объясняют восприятие речи, производство речи, что объясняет и другие виды речевых ошибок.Итак, мы подумали, что это какая-то изящная общая теория, которая могла бы объяснить подобные странные явления в этой странной иллюзии.

Ли: Майк и его команда использовали студентов-вводных психиатров в качестве субъектов в своих экспериментах. В 30-й серии Parsing Science мы услышали от Юне Ли о том, что снижение остроты слуха может быть связано со снижением когнитивных способностей людей, даже у молодых людей с нормальным слухом. Поэтому нам было любопытно услышать, как Майк и его команда решили выбрать студентов, чтобы проверить способность теории узловой структуры объяснить иллюзию преобразования речи в песню, а также планируют ли они исследовать это явление среди пожилых людей.

Витевич: В некоторых более ранних работах Дайаны Дойч, которая обнаружила это случайно, сначала использовались музыкально подготовленные люди, а затем использовались люди, которые были музыкальными новичками (не обученными), и, похоже, это происходит в обеих группах. Не то чтобы вам требовалась музыкальная подготовка, чтобы это произошло или нет. Таким образом, как и большинство факультетов психологии, наших студентов-вводных психологов просят каким-то образом участвовать в исследовательском процессе, поэтому их либо просят прочитать текущие исследования и как бы написать их резюме, либо фактически принять участие в исследовательских экспериментах, которые ведут преподаватели и аспиранты и так далее.Итак, это был наш пул участников для этого конкретного набора исследований, это были наши студенты-вводные психиатры, но пожилые люди, как правило, испытывают феномен кончика языка чаще, чем молодые люди. Итак, феномен кончика языка — это когда вы знаете слово, но просто не можете вспомнить его, и поэтому оно на кончике вашего языка, верно? Так что, как то, что вы смотрите, когда находитесь на подводной лодке, это не микроскоп, это не телескоп, это все, что он думает, о да, перископ, верно? Итак, идея в теории структуры узлов заключается в том, что в основном распространение активации между узлами становится менее эффективным по мере того, как вы становитесь старше, и поэтому вы можете активировать в этом случае своего рода детекторы значения слова.Но активация детекторов звука слова не так уж и эффективна. Если это правда, и если эта теория действительно хорошо справляется с объяснением иллюзии преобразования речи в песню, то мы можем сделать это предположение, что пожилые люди могут испытывать иллюзию преобразования речи в песню меньше, чем молодые люди. Это на чертежной доске, надеюсь, мы сможем это проверить и посмотреть, правда ли это на самом деле. Но это одна из замечательных особенностей этой теории. Это позволило нам сделать некоторые подобные прогнозы, которых мы не видели раньше, в плане попыток объяснить это или попытаться сделать некоторые прогнозы о том, как все может работать.Таким образом, для исследования пожилых людей, вероятно, придется набирать людей из сообщества или из других мест.

Ли: Среди бесчисленных мемов, которые приносит нам Интернет, в начале лета 2018 года доминировала слуховая иллюзия «Янни или Лорел». В ней запись слова «лавр» звучала как «Янни» среди 53 % из 500 000 человек, опрошенных в Твиттере, или «Лорел», которую, по словам остальных респондентов, слышали. Однако Майк слышал «Лонни». Учитывая, что такие слуховые иллюзии не всегда воспринимаются слушателями , мы спросили его, почему это может быть так и с иллюзией речи в песню.

Витевич: Это одна из тех вещей, где ты либо понимаешь, либо нет. Мы думаем, что это приблизительный показатель того, насколько быстро восстанавливаются детекторы слов. Почему некоторые люди могут, а некоторые не могут испытывать иллюзию, если скорость предъявления стимула как бы настроена на вашу скорость восстановления для ваших детекторов? Вы можете получить это, но если есть несоответствие, вы можете не испытать иллюзию или испытать это так сильно, как кто-то другой. Итак, это был наш способ сделать это, манипулируя количеством слов, которые вы слышите.Если вы слышали нужное количество слов, вы бы сказали, что она съела эти детекторы слов и просто попала в узлы слога. Но если у вас было слишком много слов, вы в основном даете этим детекторам слов шанс восстановиться, потому что стимулируется что-то еще, и поэтому иллюзия либо не будет испытана, либо не будет такой сильной. Итак, мы думаем, что именно это там и происходит. Это своего рода то, как быстро эти детекторы слов могут восстанавливаться, так что вы получаете передышку с большим количеством слов в основном потому, что вас не бьют столько раз в секунду.Скажем так, как если бы слов было меньше, и, похоже, здесь есть какое-то приятное место. Так что, если стимул слишком короткий, как одно слово, у вас не будет этой иллюзии преобразования речи в песню. У вас может быть какая-то другая слуховая иллюзия, но вы не можете превратить эту речь в иллюзию песни. И, если вы наберете в нем что-то вроде 10 слов, опять же, вы не испытаете иллюзию преобразования речи в песню. Итак, кажется, есть золотая середина вокруг трех или четырех слов, которые создают иллюзию перехода от речи к песне.

Ли: «Размер эффекта» относится к степени, в которой переменные, изучаемые в ходе исследования, имеют значимую связь друг с другом. В 1960-х годах статистик Джейкоб Коэн дал общие рекомендации, которые — к лучшему или худшему — стали фактическим стандартом для интерпретации эффектов в свете их величины. Поскольку все шесть экспериментов его исследования имели средние и большие эффекты, мы спросили Майка, что он думает о значимости размеров эффекта при исследовании относительно нового феномена , такого как иллюзия преобразования речи в песню.

Витевич: Знаете, иногда дело не в том, насколько велик эффект. Такое бывает, правда? Я имею в виду, что это своего рода начальный этап, на котором мы находимся в том, что происходит, это даже происходит таким образом. Как только вы узнаете ответ на этот вопрос, вы сможете увидеть, насколько велик эффект, и это уже другой вопрос. Вы также можете сделать подобный анализ затрат и выгод. Ну, вы знаете, если я сделаю это вмешательство, это будет иметь большой эффект. Но сколько стоит это вмешательство? Так что да, это имеет эффект, но это небольшой эффект, и это стоит около миллиона долларов.Так что, может быть, мы вложим эти деньги в другое место. Все это очень ценные вопросы, очень полезные вопросы, но это разные вопросы, и вы задаете их на разных этапах исследовательского процесса. Итак, надеюсь, эта иллюзия имеет потенциальное влияние с точки зрения попыток понять речевые и языковые расстройства или проблемы с восприятием музыки, а есть люди, которые на самом деле не могут воспринимать музыку так хорошо. Так что потенциально мы могли бы решить некоторые из этих проблем.

Ли: В дополнение к своим лабораторным экспериментам Майк собирает речевые ошибки, которые люди могут сказать или подслушать на его веб-сайте: http://spedi.ku.edu/. Один участник, например, сообщил, что неправильно слышал: «У меня ключи в сумочке»: «У меня в сумочке горошин ». Другой сообщил, что «Я забронировал билеты», как «Я поставил тиков, , корзин, ». Поскольку бакалаврские курсы психологии обычно сосредоточены на формальных экспериментальных методах исследования, мы спросили Майка, какие других подходов он использует при обучении своих студентов методам исследования.

Витевич: Я научил своих студентов методам исследования, а не экспериментам. Итак, я преподаю методики на уровне выпускников. Я предполагаю, что их советник хорошо объясняет, как работает эксперимент. Потому что, как психологи, мы делаем это в 90% случаев, знаете ли. Большинство журналов — это лабораторные эксперименты, как и Amazon MTurk. Это своего рода изящный способ выбраться из лампы, обычно это все еще эксперимент, но это хороший способ выбраться из лаборатории.Существует множество действительно изящных методологий, которые позволяют ответить на несколько иные вопросы, чем эксперимент, но, как я уже говорил ранее, в чем разница между эффектом и размером эффекта по сравнению с своего рода анализом затрат и выгод. Мы хотим вложить средства, чтобы добиться этого эффекта. Эти разные методы исследования помогут вам ответить на разные вопросы и подтолкнуть вас к тому, чтобы задать больше вопросов или задать несколько иные вопросы. Мне нравятся ошибки речи, правда? Я имею в виду, что вы собираете данные наблюдений из реального мира.Люди разработали способы заставить вас делать ошибки в лаборатории, которые хорошо сочетаются с теми, которые возникают в природе. но это как Джейн Гудолл вместо того, чтобы смотреть на обезьян, верно? Вы смотрите на речь, которую люди путают, это потрясающе, это прямо здесь, в реальном мире. И там есть разные примеры, верно? HM — это то, о чём больше всего пишут о личности в психологии. Это человек, которому удалили гиппокамп, у него была трудноизлечимая эпилепсия, поэтому нейрохирург удалил гиппокамп, потому что он был источником эпилепсии и в основном высасывал его кратковременную память.О HM написаны тысячи статей, и это, знаете ли, недостаток кратковременной памяти. Это один парень, пример из практики, и все же наше понимание того, как работает человеческая память, действительно выросло в геометрической прогрессии из-за этого одного человека. Итак, есть все эти методы, примеры которых можно найти в психологии, но их не так много, как в классическом лабораторном эксперименте. Итак, я действительно надеюсь, что студенты вернутся, чтобы начать использовать некоторые из этих вещей, потому что они ответят на некоторые довольно интересные вопросы.

Ли: Исследование Майка ошибок речи может помочь понять, как системы с искусственным интеллектом, такие как Siri от Apple в Amazon Alexa, понимают нашу речь. Итак, мы с Райаном завершили наш разговор, спросив его о том, что он думает о перспективах разработки систем распознавания речи, которые могли бы конкурировать с человеческими.

Витевич: Да, мы перешли в Skype для бизнеса для нашей телефонной системы, которая будет отправлять голосовые сообщения голосовой почты, но также отправляет вам электронное письмо с его расшифровкой.Я еще не читал ни одной из тех, которые действительно имеют смысл. Я не знаю, как они относятся к распознаванию речи, каков их процесс, но да, некоторые из них до смешного далеки от базовых. Они просто веселые! Итак, ведется некоторая аккуратная работа, пытаясь понять, можно ли реализовать в машине способ, которым люди распознают речь, и, похоже, он работает не так хорошо. Мы особенные люди, мы до сих пор не раскрыли особого секрета того, как люди распознают речь и делают это так хорошо.Вы знаете, мы можем распознать маленького ребенка, говорящего с нами, и старшего взрослого, мужчину, женщину, кого-то с иностранным акцентом. На YouTube было отличное видео, на котором парень с японским акцентом разговаривает с Сири, и это было просто ужасно. Он просто пытался получить это, вы знаете, пожалуйста, позвоните мне на работу, а он просто не мог даже этого понять. И в очень стесненной ситуации, да, было больно смотреть. Но, знаете, это как бы подчеркивает, насколько хорошо люди разбираются в таких вещах и как далеко нам еще предстоит пройти с некоторыми вещами для автоматического распознавания речи.

Ли: это был Майк Витевич, обсуждающий статью «Отчет об иллюзии преобразования речи в песню с использованием теории узловой структуры», которую он опубликовал вместе с Николь Кастро, Джошем Мендосой и Элизабет Тампки в выпуске PLOS One от 8 июня 2018 года. Вы найдете ссылку на их статью на parsingscience.org/e32 вместе с бонусным контентом и другими материалами, которые он обсуждал во время эпизода.

Ли: Обзор науки синтаксического анализа в iTunes — отличный способ помочь другим открыть для себя сериал, если вы еще этого не сделали, перейдите в раздел «Наука синтаксического анализа».org / review, чтобы узнать, есть ли у вас комментарии или предложения по будущим темам, или гости, посетите нас по адресу: parsingscience.org/suggest или оставьте нам сообщение по бесплатному телефону 1-844-XPLORIT.

Leigh: в следующий раз, когда мы будем заниматься научным анализом, к нам присоединится Джон Льюис из Университета Альберты. Он расскажет нам о своем исследовании перспектив использования молекулярных инструментов для почти полного блокирования распространения смертельного рака.

Джон Льюис: То, что на самом деле выглядело как двукратное или трехкратное увеличение, на самом деле, вы знаете, было тысячекратным увеличением.Итак, когда мы вернулись и округлили числа, получилось, что, боже мой, каждый из них подавляет более 99%. Таким образом, это полностью изменило температуру в лаборатории и наш энтузиазм по поводу распространения информации.

Leigh: Мы надеемся, что вы снова к нам присоединитесь.

Биосенсорный мягкий робот: автономный анализ химических сигналов через интегрированные органические и неорганические интерфейсы

Abstract

Интеграция синтетической биологии и мягкой робототехники может фундаментально улучшить сенсорную, диагностическую и терапевтическую функциональность биоинспирируемых машин.Однако такой интеграции в настоящее время препятствует отсутствие архитектур мягкой материи, которые связывают синтетические клетки с электроникой и исполнительными механизмами для контролируемой стимуляции и реакции во время работы робота. Здесь мы синтезировали мягкий захват, который использует искусственно созданные бактерии для обнаружения химических веществ в окружающей среде, гибкую схему на светоизлучающих диодах (LED) для преобразования биологических сигналов в электронные и мягкие пневмоприводы для преобразования электронных сигналов в движение захват.Мы показываем, что гибридный модуль био-светодиодного привода позволяет захвату обнаруживать химические сигналы путем приложения давления и выпуска содержимого гидрогеля, наполненного химическими веществами. Биогибридный захват использовал химическое зондирование и обратную связь для принятия действенных решений во время операции подбора и размещения. Эта работа открывает ранее неизвестные возможности в области мягких материалов, синтетической биологии и интегрированных межфазных роботизированных систем.

ВВЕДЕНИЕ

Новое поколение мягких роботизированных систем будет значительно улучшено за счет интеграции синтетической биологии и мягких материалов.Синтетическая биология позволяет разрабатывать биоинспирированные архитектуры, которые обеспечивают интегрированную функциональность биологических систем в различных масштабах длины. Такие достижения дополняют недавний прогресс в мягкой робототехнике, в которой используются мягкие материалы для создания податливых, легких и многофункциональных систем, которые соответствуют надежным механическим свойствам и богатой универсальности естественных биологических тканей и организмов ( 1 — 7 ). На сегодняшний день строительные блоки этих мягких роботов в значительной степени ограничены архитектурой материалов, состоящих из эластомеров, жидкостей, металлических сплавов и других неорганических веществ.К ним относятся искусственные мышечные приводы, в которых используется пневматика, сплав с памятью формы, диэлектрические эластомеры и множество других методов движения конечностей робота ( 3 ) и технологии искусственной кожи, которые способны к механически надежному зондированию и разводке цепей ( 2 ) и изменение цвета с помощью микрофлюидики ( 8 ), химической стимуляции ( 9 ) или электролюминесценции ( 10 ). На системном уровне мягкие и эластичные материалы были использованы для создания биологически вдохновленных роботов, имитирующих естественные организмы ( 11 — 16 ) и биоинспирированных захватов ( 17 , 18 ).В последнее время были предприняты попытки объединить мягкие материалы с естественными клетками для создания «биогибридных» систем, которые реагируют на внешние раздражители. Примеры включают плавающих и ползающих биогибридных роботов, которые питаются от сократительных клеток, культивируемых на подложке из полидиметилсилоксана (PDMS) ( 19 , 20 ) или на трехмерных (3D) печатных каркасах ( 21 ). Перепрограммируя внутреннюю работу клеток, чтобы использовать присущую им универсальность, исследователи также создали микромасштабные машины, способные функционировать как датчики, вычислительные инструменты и устройства для измерения времени ( 22 — 27 ).Полученные синтетические биологические системы позволяют миниатюризировать универсальное обнаружение химических сигналов ( 28 , 29 ). Вместе эти свойства делают синтетические клетки перспективными кандидатами в качестве подкомпонентов в интегрированной, гибкой, биоинспирированной структуре для приложений в мягкой робототехнике или носимых устройствах ( 30 ). Успешная реализация синтетических биологических систем в гибких, мягких роботах может повысить функциональность системы и снизить пространственные требования для внешних систем управления.

Фундаментальной проблемой при интеграции ячеек с мягкими роботами является отсутствие интерфейсного модуля для одновременного обмена сигналами между внешней средой и ячейками, связи между ячейками и внутренней электроникой, а также управления между внутренней электроникой и основной механикой робота. . Такой интерфейсный модуль должен был бы предотвращать утечку сконструированных ячеек, обеспечивая при этом обмен химическими или электронными сигналами из окружающей среды.Кроме того, модуль должен быть способен преобразовывать эти сигналы окружающей среды в сигналы сотовой связи и, наконец, в электронные сигналы. Все преобразования сигналов должны выполняться, пока модуль остается совместимым с гибким движением робота и выполняет вышеуказанные функции в небольших устройствах.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Чтобы продемонстрировать, как эти проблемы могут быть одновременно решены, мы разработали и интегрировали модуль биосенсинга с использованием генной инженерии Escherichia coli в мягкие роботизированные захваты, которые содержат встроенную электронику и могут приводиться в действие с помощью жидкости (рис.1А). Базовый модуль содержит узорчатую эластомерную лунку, которая закрыта пористой мембраной для размещения генетически модифицированного штамма E. coli . Мы выбрали E. coli в качестве химического сенсорного слоя из-за гибкости для включения широкого диапазона существующих синтетических генетических цепей, модульности добавления E. coli к мягким роботам и возможности создания нового класса модальность мягкого роботизированного сенсора ( 31 , 32 ).Этот бактериальный штамм был разработан для получения генетического ответа на широко используемый химический индуктор изопропил-β-d-1-тиогалактоприанозид (IPTG) в форме флуоресцентного белка. Затем встроенные электронные компоненты возбуждают и обнаруживают флуоресцентный белок перед передачей информации в центральный процессор (ЦП) для инициирования роботизированного принятия решения и активации. Этот интегрированный подход обеспечивает действительно автономную роботизированную функциональность, в которой задачи захвата выполняются после решений, основанных на внешних стимулах, которые обнаруживаются и передаются фотонно встроенными синтетическими клетками.

Рис. 1. Объединение химически чувствительных синтетических клеток и гибких материалов для создания мягкого робота с биочувствительностью.

( A ) Наш подход интегрировал генетически модифицированный E. coli , размещенный в жидкостных колодцах и каналах внутри полимерной формы PDMS. Такой подход позволяет создать интегрированную мягкую роботизированную систему с пневматическим приводом и встроенной электроникой с обратной связью от инженерных ячеек. ( B ) Герметизирующие мембраны имеют поры, которые пропускают химические раздражители, в то же время отталкивая бактерии, чтобы поддерживать способность к биочувствительности.( C ) Чтобы контролировать сконструированный клеточный интерфейс, различные мембранные композиции были интегрированы с устройством и оценены на проницаемость, включая PCTE, PES и PDMS. Масштабные линейки 2 см. Уровень экспрессии флуоресценции из-за проникновения IPTG через каждую мембрану [PCTE ( n = 3), PES ( n = 4) и PDMS ( n = 4)] измеряли с помощью планшет-ридера. Данные представляют три-четыре повтора и SEM (* P <0,05 и ** P <0.10). ( D ) Индуцированные химиочувствительные бактерии вводили в узорчатый слой PDMS, герметизированный прозрачной мембраной PDMS, и отображали изображение с помощью лазерного сканера для наблюдения флуоресцентного сигнала изнутри устройства. Шкала деления 3 мм. Нормализованные данные представляют 10 измерений и SEM (* P <0,05).

Модуль биосенсинга

Прежде чем продемонстрировать полную реализацию мягкого биогибридного робота, мы сначала установили интеграцию клеток в среду-носитель из мягкого материала, используемую для корпуса робота.Мы контролировали интерфейс между внешней средой и гибридным модулем био-светоизлучающего диода (СИД) и активатора, который позволял химическую диффузию и предотвращал выход бактерий, сохраняя при этом гибкость мягкого робота. Мы исследовали три мембранные композиции — полиэфирсульфоновые (PES) и поликарбонатные трековые (PCTE) мембраны ( 33 ) и пористую мембрану PDMS-NaHCO ₃ — путем индукции клеток, размещенных в герметичных эластомерных лунках ( 34 ).Мембраны из PES и PCTE обеспечивали более однородные размеры и распределение пор, но им не хватало эластомерных свойств и оптической прозрачности — свойств, которые были достигнуты с мембраной на основе PDMS. Все мембраны имеют размер пор менее 0,5 мкм в диаметре, что позволяет удерживать бактерии E. coli , одновременно обеспечивая перенос химических стимулов в устройство из внешней среды (рис. 1B). Эти мембраны удерживали бактерии в узорчатых лунках биослоя PDMS.Проницаемость каждой мембраны измеряли с использованием IPTG-чувствительных бактерий и флуоресцентных микросфер в качестве контролей для проверки эффективности каждой мембраны (рис. 1С). Все три мембранных материала продемонстрировали диффузию флуоресцентного красителя в лунки устройства, поддерживая все три как жизнеспособные компоненты в конструкции устройства. Из-за положения мембраны относительно пневмоприводов в этом устройстве можно использовать мембраны из PES и PCTE, несмотря на отсутствие эластомерных свойств, поскольку они расположены в ограничивающем деформацию слое и не должны растягиваться во время движения захвата.

Под мембранами, обеспечивающими обмен химикатов, мы встроили гибкий слой PDMS с использованием 3D-печатных форм для размещения синтетических бактерий. Затем лунки и каналы в этом слое герметизировались мембраной, и синтетические бактерии доставлялись через жидкую среду по жидкостным каналам. Затем мы исследовали геометрию паттернов лунок в отношении роста и оптических характеристик с использованием бактерий, которые несли химически индуцибельный генетический модуль pIV_GFP ( 35 ), который экспрессировал зеленый флуоресцентный белок (GFP).Рост генно-инженерных бактерий в четырех различных геометрических формах постоянного объема (круговой, ромбической, квадратной и эллипсоидальной формы) был измерен, и было обнаружено, что он оказывает минимальное влияние на размножение бактерий (фиг. S1 и S2). Кроме того, бактерии в лог-фазе индуцировали с помощью IPTG, вводили во встроенные лунки и затем культивировали в течение по меньшей мере 4 часов. Полученные в результате интенсивности GFP синтетических бактерий дали примерно 500% -ное увеличение нормализованной флуоресценции (фиг. 1D).

Интеграция со светодиодами

Встроенная электроника требовалась для передачи сигналов от ячейки (например, флуоресцентной сигнализации) на ЦП и контроллер мягкого робота. И мембрана, и клеточная камера составляли биослой, который позволял бактериям обнаруживать химические вещества в окружающей среде и реагировать на них. Чтобы преобразовать биологический сигнал в электронный, мы реализовали бортовую схему с сантиметровым масштабом для преобразования сигналов флуоресценции от бактерий в электрические сигналы.Для выходной флуоресценции бактерий требовались как длина волны возбуждения, так и детектор излучения. Таким образом, мы подтвердили, что встроенных светодиодов достаточно для возбуждения флуоресцентных белков, а затем ввели фотодетектор для измерения выходной флуоресценции.

Для этого мы встроили светодиоды в эластомерную подложку биослоя в качестве источника возбуждающего света. Светодиоды питались от внешнего источника и располагались радиально в направлении пяти гибких выступов, составляющих конструкцию мягкого захвата.Нижняя часть биослоя была связана с силиконовым эластомером (Ecoflex 00-30, Smooth-On Inc.), встроенным в сеть надувных воздушных камер (Материалы и методы и рис. S3). Затем биослой заполняли индуцированным IPTG E. coli , который синтезировал GFP. Затем GFP внутри лунок возбуждали встроенной светодиодной схемой около пика возбуждения и наблюдали с помощью серии стеклянных фильтров и широкопольного стереомикроскопа (рис. 2A, светодиодная схема удалена из композита при обработке изображений; необработанные изображения в материалах и Методы и рис.S4 и S5). Индуцированные клетки внутри системы продуцировали уровень экспрессии флуоресценции около 400% неиндуцированной и немодифицированной E. coli (фиг. 2B, Материалы и методы, и фиг. S4). Мы также показываем, что источник света может активировать оптогенетический контур бактерий, несущих генетический модуль pDusk_GFP , который экспрессирует GFP в отсутствие синего света (470 нм) (фиг. S6 — S8) ( 36 ). Вместе полученные результаты предполагают, что встроенный источник света может возбуждать флуоресцентные белки или модулировать конформацию светочувствительного белка, что было дополнительно продемонстрировано путем подавления экспрессии гена с помощью самого модуля (рис.S9).

Рис. 2 Установите органический-неорганический интерфейс захвата.

( A ) Синтетические бактерии вводили в отдельные лунки, содержащие индуцированную синтетическую E. coli . Возможности возбуждения встроенной схемы синего светодиода с длиной волны были протестированы с использованием стереомикроскопа и комбинации фильтров для формирования изображений в широком поле, демонстрируя возможности схемы светодиода вызывать отклик от содержащихся ячеек. Шкала шкалы 10 мм.( B ) Внутри устройства индуцированные бактерии проявляли более высокую интенсивность флуоресценции, чем неиндуцированные и немодифицированные E. coli . Данные представляют собой девять измерений и SEM (* P <0,01 и ** P <0,01). ( C ) Чувствительные способности устройства оценивали в водной среде, и химиочувствительные клетки использовали для определения присутствия IPTG в погруженных гидрогелях. ( D ) Устройство успешно различало между инфузией IPTG и стандартными гидрогелями, обеспечивая более высокое нормализованное соотношение флуоресценции между тестом и контролем, чем те же штаммы, индуцированные в пробирках.Данные представляют собой средние значения ± стандартная ошибка среднего для трех отдельных экспериментов (* P <0,05 и ** P <0,05).

Интеграция FlexPCB

После создания интерфейса между ответом клетки и электронной сигнализацией мы интегрировали эти электронные ответы клетки в функциональную мягкую роботизированную систему. Основываясь на источнике возбуждающего света, мы разработали мягкую электронную схему, которая обнаруживала сигналы флуоресценции и преобразовывала их в полезный электронный сигнал, с помощью которого можно было управлять поведением робота через конечный эффектор.Чтобы реализовать встроенный модуль обнаружения, мы встроили гибкую печатную плату (FlexPCB) в биослой (Материалы и методы и рис. S10). Схема размещала светодиод и фототранзистор непосредственно под каждой камерой ячейки. Важнейшей задачей при проектировании было максимальное увеличение яркости светодиода при одновременном предотвращении насыщения фототранзистора. Кроме того, длина волны светодиода должна в достаточной мере активировать флуоресцентные белки с дополнительным фильтром для фототранзистора, длина волны которого находится между спектром возбуждения и излучения флуоресцентного выхода ячейки.В окончательном дизайне использовались флуоресцентные белки mCherry (λ _{возбуждение} = 587 нм и λ _{испускание} = 610 нм), желтый светодиод (λ _пик = 574 нм), красный фильтр (λ _проход > 590 нм) , и фототранзистор (λ _max = 570 нм). Мы встроили схему в ограничивающий напряжение слой PDMS, погрузили устройство в контролируемые водные растворы для условий химической чувствительности и собрали данные фототранзистора. Благодаря этому оптимальному балансу чувствительности к длине волны и фильтрации мы показываем, что эта бортовая схема может отличать IPTG ⁺ от управляющих сред.Вместе мы демонстрируем обнаружение генетической реакции и последующее преобразование в полезный электрический сигнал в рамках гибкой мягкой роботизированной архитектуры.

Срабатывание мягкого захвата

Хотя гибридный модуль био-светодиодного привода позволял нам контролировать биологическую реакцию, модуль не должен мешать естественной механической податливости основного мягкого робота. Мы измерили срабатывание мягкого захвата с модифицированным биослоем и обнаружили, что жидкая среда и бактерии остаются в лунках, несмотря на деформацию (Материалы и методы и рис.S11). Исходя из нашей проектной конфигурации, лунки и бактерии были размещены с ограничивающим деформацию слоем исполнительного механизма, который требовался для пневматической сетки изгиба в предпочтительном направлении. Наряду с активным управлением платформой мягкой робототехники, также было важно продемонстрировать функциональные возможности интегрированного сотового модуля по измерению окружающей среды (фильм S1). Мы исследовали реакцию нашего разработанного подхода к зондированию с использованием формованного гидрогеля, пропитанного химическим стимулом IPTG при погружении в водяную баню (рис.2С). Устройство подвешивали с помощью пневматической трубки в инкубаторе при 30 ° C и медленно опускали до тех пор, пока центр устройства не соприкоснулся с гидрогелем. Затем давление в пневмоканалах было увеличено, чтобы инициировать контакт между герметизированной мембраной поверхностью устройства и погруженным гидрогелем. После контакта относительная интенсивность флуоресценции устройства, взаимодействующего с гидрогелем IPTG, была почти в 300 раз выше, чем у отрицательных контролей без IPTG, и действовала аналогично бактериям в пробирках (рис.2D). Результаты показывают, что химиочувствительные бактерии внутри устройства были интегрированы в нашу мягкую роботизированную систему, чтобы реагировать на сигналы окружающей среды из внешней среды.

Встроенный мягкий робот-захват

Объединив наши достижения, мы продемонстрировали мягкую роботизированную систему принятия решений, которая обнаруживает химический сигнал окружающей среды и реагирует на него. Для этого мы объединили биослой, FlexPCB и пневмосети, чтобы создать биозахват, который был установлен на манипуляторе с 4 степенями свободы, где он мог взаимодействовать с инкубируемой средой (рис.3, А и Б; Материалы и методы; и инжир. S12 и S13). Схема измеряла флуоресцентный выход клеток и сохраняла данные. Роботизированная рука была запрограммирована так, чтобы поднимать устройство во время периода отбора проб и опускать биозахват в ванну между пробами, чтобы избежать отражающего шума от ванны. После отбора образцов устройство могло обнаружить генетический ответ, вызванный присутствием IPTG (рис. 3C и рис. S10 и S14). Мы использовали эти результаты для калибровки программы управления на основе пороговых значений для сценария выбора и размещения.В зависимости от тенденции напряжения, собранной во время эксперимента, система реагировала на основе наших запрограммированных модулей: если обнаружено, что ванна содержит IPTG, то объект не был развернут, и оператор был предупрежден; если было обнаружено, что ванна не содержит IPTG, то рука поднимала объект и помещала его в ванну (рис. 3D и фильм S2).

Рис. 3 Роботизированная сортировка с использованием мягкого биосенсорного захвата.

( A ) Компоненты мягкого захвата с биосенсором включают FlexPCB и встроенные фототранзисторы в дополнение к ранее протестированным компонентам.( B ) Установка включала ванну с инкубируемой средой, в которую захват был погружен через роботизированный манипулятор с 4 степенями свободы для проверки возможности определения химических индукторов. ( C ) Выходной сигнал фототранзистора с течением времени для ванны IPTG ⁺ с клетками в устройстве значительно менялся во времени по сравнению с контрольными случаями, что позволяет системе принимать решения на основе генетической реакции клеток. Полосы ошибок представляют собой SE, а каждая точка данных представляет собой среднее значение трех экспериментов. P <0,05 для IPTG ^{+ ванна} с ячейками против обеих групп. ( D ) Мягкий робот отсортировал объект на основе сигнала фототранзистора, используя трехпальцевый биозахват, чтобы поместить объект в ванну после классификации ванны как IPTG.

ОБСУЖДЕНИЕ

Мы успешно внедрили встроенный модуль биосенсинга в мягкий роботизированный стенд, способный использовать генно-инженерные клетки для обнаружения и реагирования на внешние химические стимулы, а затем определения генетического ответа для информирования роботов о поведении.Интегрируя синтетические бактерии в мягкую роботизированную систему, мы демонстрируем способность расширять функциональность гибких устройств за счет использования существующих биологических архитектур. Включение синтетических бактерий в качестве сенсорных механизмов использует врожденные способности биологических систем клеточного уровня реагировать на различные стимулы с низкими пространственными затратами. Комбинация жидкостных каналов и лунок с мембранами микрофильтров позволяет удерживать сенсорные бактерии, а также взаимодействовать между синтетическими клетками и химическими и оптическими сигналами.Наряду с более широким выбором материалов эта жидкостная функциональность позволяет создать универсальное и гибкое устройство, способное взаимодействовать с посторонними предметами в водной среде и реагировать на них.

Наша цель при принятии многоступенчатого подхода к зондированию состояла в том, чтобы продемонстрировать, что можно объединить синтетическую биологию, гибкую электронику и мягкое роботизированное срабатывание в единую интегрированную архитектуру. Мы выбрали IPTG и сконструировали E. coli , потому что их свойства и взаимодействия хорошо изучены в существующем контексте синтетической биологии.В этом отношении они были предназначены для функционирования в качестве модельной системы (или суррогата) для гораздо более широкого диапазона химио-биофотонных процессов, которые могут быть использованы в будущем. В более общем плане они демонстрируют способность расширять сферу мягкого роботизированного зондирования за счет включения новых биогибридных методов, которые возможны с синтетической биологией.

Дальнейшие усилия позволят расширить эту работу за счет создания стабильных гибридных органо-неорганических систем, подобных сосуществованию микробиома в организме человека.Такие системы будут включать мягкие роботизированные биосенсоры в совместимые с человеком мягкие машины и увеличивать сложность обработки сигналов синтетическими клетками. Диапазон рабочих температур этого устройства во многом зависит от ячеек, которые лучше всего работают от 30 ° до 42 ° C. Кроме того, время отклика системы, срок службы и время хранения были ограничены, и ожидается, что эти параметры будут улучшены вместе с исследованиями по оптимизации этих параметров в синтетической биологии. Более того, дальнейший прогресс в синтетической биологии позволит расширить диапазон химических методов восприятия и использовать синтетические пути, которые используют сети на основе белков ( 31 ).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Биологические компоненты

The E . coli BL21 (DE3) использовали для создания z-компетентных клеток перед трансформацией. Плазмида pIV_GFP была создана в предыдущей работе ( 27 ) и вставлена ​​в клетки для обеспечения синтеза GFP. Эта плазмида была сконструирована для инициации транскрипции гена gfp в присутствии химического стимула IPTG.

Конструирование оптогенетической плазмиды

Чтобы сконструировать плазмиду, способную изменять экспрессию гена в ответ на синий свет, мы расщепили плазмиду pDusk (Addgene 43795) Sal I и Not I, лигировали во фрагмент полимеразной цепной реакции, содержащий GFP, и трансформировали собранный вектор в ячейки TOP10.Варианты pDusk_GFP, pDusk_v37_GFP и pDusk_v38_GFP были созданы путем изменения сайта связывания рибосомы. Участком связывания рибосомы манипулировали путем отжига двух коротких одноцепочечных олигомеров ДНК вместе для образования вставки с новым RBS, затем фосфорилирования вставки и лигирования вставки с вектором по сайтам Xba I и Sal I.

Обнаружение скорости роста

Скорость роста бактерий в устройстве измеряли с помощью спектрофотометра Beckman Coulter DU730 с ультрафиолетовым (УФ) видимым диапазоном (Beckman Coulter, Brea, CA, USA).Измерения оптической плотности при длине волны 600 нм регистрировали до введения бактерий в устройство и после последующего роста в инкубируемом шейкере (37 ° C).

Измерение экспрессии белка

Интенсивность флуоресценции репортерных белков измеряли с использованием планшет-ридера Tecan Infinite M1000 (Tecan, Männedorf, Швейцария). Интенсивность флуоресценции нормализовали измерениями оптической плотности для получения средней интенсивности на клетку.

Изготовление лунок для культивирования

Культуральные лунки были созданы с использованием отрицательной пластиковой мастер-формы с помощью 3D-печати (Stratasys, Eden Prairie, MN) из-за большой глубины элементов, которую труднее достичь с помощью традиционных подходов фотолитографии.Требуемые формы были изготовлены с использованием SolidWorks (Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, Уолтем, Массачусетс) и импортированы в установку для печати Objet, где формы затем были сформированы с использованием материала для печати VeroWhite. Затем формы обжигались при 60 ° C в течение 4 часов для удаления остатков растворителей, которые могут препятствовать отверждению PDMS. ПДМС смешивали при соотношении основы и отвердителя 10: 1 и выливали в формы, напечатанные на 3D-принтере, перед сушкой в ​​течение 45 мин. Затем формы, заполненные PDMS, переносили в печь при 60 ° C на не менее 2 часов до полного отверждения.Наконец, слои PDMS были удалены из формы с помощью ножа X-ACTO, а излишки PDMS были удалены.

Интеграция электроники

Схема светодиодов была разработана с тремя или пятью светодиодами (в зависимости от конфигурации захвата) с максимальной длиной волны 465 нм и выводами крыла чайки (Kingbright, City of Industry, CA), расположенных последовательно в компактный, круговой узор. Светодиоды были спаяны и подключены к медному проводу, к которому был подключен внешний источник питания постоянного тока.После того, как схема была завершена, ее поместили в центр неотвержденного PDMS, помещенного в печатную на 3D-принтере негативную форму каналов для жидкости и лунок для культивирования.

Изготовление пористой мембраны

С помощью аналогичной работы Jiao et al . ( 34 ), пористые мембраны PDMS были созданы посредством реакции in situ. Отвердитель Sylgard 184 смешивали с порошком бикарбоната натрия в массовом соотношении 1: 1 и тщательно перемешивали перед отверждением в течение 1 часа. Два материала снова смешивали перед смешиванием с основным агентом Sylgard 184 при массовом соотношении 1: 5 и сушкой в ​​течение 20 мин.Затем смесь форполимера бикарбоната натрия наносили на теплоотдающую ленту при 120 ° C толщиной 100 мкм с помощью тонкопленочного аппликатора. Затем PDMS отверждали при 60 ° C в печи в течение не менее 2 часов. Затем отвержденные мембраны погружали в ванну с 13 M HCl и Triton X-100 (100-кратное разведение) на 1 час, после чего тщательно промывали водой и оставляли сушиться в печи при 60 ° C (от 2 до 4 часов).

Сборка устройства

Устройство состоит из двух основных слоев, один из которых содержит биологические компоненты, а другой — электронные компоненты.Сначала 25 г форполимера PDMS выливали в отрицательную форму, имеющую характеристики каналов для жидкости и лунок для роста бактерий. Затем ряд синих светодиодов с длиной волны помещали в центр слоя PDMS и оставляли для частичного отверждения на горячей пластине. После частичного отверждения (25 мин при 70 ° C на горячей плите) полностью отвержденный слой EcoFlex с пневматическими каналами (полученный с помощью 3D-печатной негативной формы) был помещен поверх слоя PDMS и позволил прилипнуть и герметизировать внутренние каналы. .После этого процесса отверждения устройство PDMS-EcoFlex было осторожно извлечено из формы с каналом для текучей среды, а затем поверхность раздела биослоя была герметизирована с помощью микрофильтрационной мембраны (PDMS-NaHCO ₃ , PCTE или PES) посредством плазменного окисления. Мембраны PCTE и PES были приобретены у Sterlitech с размером пор 0,2 мкм (PCTE и PES) и 0,4 мкм (PCTE). Мембраны PES были прикреплены к компоненту биослоя PDMS посредством процесса предварительной обработки 3-аминопропилтриэтоксисиланом (APTES), описанного Aran et al .( 33 ), и мембраны PCTE были приклеены с использованием комбинации подхода APTES и герметизации краев мембраны с помощью форполимера PDMS перед отверждением для предотвращения расслоения.

Проницаемость

Проницаемость мембраны для IPTG измеряли с использованием нескольких методов для проверки молекулярного транспорта через трансмембранные поры. В качестве первоначальной проверки мембраны были подвешены через микроканалы (шириной 500 мкм), которые были сформированы как негативные формы PDMS из 3D-печатных мастеров, и запечатаны с использованием плазменного окисления.После стерилизации 70% этанолом и УФ-излучением флуоресцентные шарики (диаметром 1 мкм) в среде бульона Лурия (LB) вводили в верхний канал, тогда как стерильная среда LB протекала в нижний канал, разделенный мембраной. Две жидкости оставляли статически сидеть в каналах в течение 2 часов перед тем, как были выполнены флуоресцентные измерения с использованием планшет-ридера и сравнены с начальными флуоресцентными показаниями каждого раствора.

Стереомикроскопия

Цифровая камера с зарядовой связью (The Imaging Source Europe, GmbH), установленная на стереомикроскопе (SZX12, Olympus Corp., Waltham, MA) был использован для получения изображения устройства в широком поле для создания составного изображения возбуждения светодиодами GFP-продуцирующих клеток, размещенных в слоях PDMS. Визуализацию проводили с увеличением × 1 с питанием 18 В, подаваемым на пять светодиодов в виде крыла чайки, в то время как герметичный биослой помещался на исполнительный столик и соответственно перемещался во время захвата временного ряда с 3-секундными интервалами.

Пневматическое срабатывание

Отклонение устройства от пневматического воздействия в слое EcoFlex было измерено с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом для отслеживания движения (Tracker).Давление в канале увеличивалось вручную с помощью шприцевого насоса, а уровни давления контролировались с помощью пьезоэлектрического датчика давления (Honeywell, Morristown, NJ), сопряженного с микроконтроллером и MATLAB (Mathworks, Natick, MA). Давление увеличивалось с шагом 0,5 фунта на квадратный дюйм от 0 до 5 фунтов на квадратный дюйм. Положения были записаны вдоль пневматического отростка с шагом 0,5 см для каждого шага давления.

Приготовление гидрогеля

Формы из желатина получали смешиванием 15% (мас. / Об.) Желатина из свиной кожи (Sigma-Aldrich, St.Луи, Миссури) и нагревали до 80 ° C на горячей плите. Тестовые образцы смешивали с 1 мкМ IPTG (Sigma-Aldrich) перед тем, как оставить охлаждаться в пластиковой форме.

Тест на определение гидрогеля

Ночные культуры бактерий готовили в 3-мл объемах LB с 1 мкл исходного ампициллина (50 мкг / мл) перед помещением на встряхивающий стол при 37 ° C на 16 часов. Затем ночные культуры разводили в 100 раз свежей средой и антибиотиками и позволяли расти на инкубируемом шейкере в течение 4 часов.Затем бактерии были извлечены из пробирки и введены в резервуары для жидкости двух устройств. Оставшиеся бактерии затем разделяли на объемы 1 мл в свежих пробирках, в одной из которых индуцировали IPTG (1 мМ). Два устройства были помещены в инкубаторы при 30 ° C. Один был приведен в контакт с желатиновой формой, наполненной IPTG, погруженной в LB, тогда как другой был приведен в контакт со стандартной желатиновой формой, погруженной в LB. Пневматические каналы устройств активировались параллельно с использованием шприцев и трубок, закрепленных в быстросъемном зажиме для обеспечения постоянного давления.Устройства оставляли на 4 часа перед извлечением с помощью шприца. Затем образцы измеряли с помощью планшет-ридера для оптической плотности и флуоресценции (Tecan, Männedorf, Швейцария) вместе с образцами из пробирок.

Сравнение планшет-ридера

Таблица S1 сравнивает выходной сигнал фототранзистора в вольтах с выходным значением относительной единицы флуоресценции для генетических конструкций mCherry в клетках BL21DE3, безразмерный, от флуоресцентного планшет-ридера (Tecan, Männedorf, Швейцария).Клетки тестировали в условиях mCherry с частотой возбуждения 587 нм и частотой испускания 610 нм.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

robotics.sciencemag.org/cgi/content/full/4/31/eaax0765/DC1

Рис. S1. Кривые роста штаммов pT7 в лунках различной формы более 8 часов.

Рис. S2. Флуоресцентные изображения индуцированных штаммов pIV_GFP в лунках различной геометрии.

Рис. S3. Схема изготовления устройства.

Рис. S4.Широкопольное изображение индуцированного синтеза GFP внутри устройства.

Рис. S5. Метод, используемый для определения относительной интенсивности флуоресценции.

Рис. S6. Схематическое изображение генетических модулей.

Рис. S7. Измерения флуоресценции штаммов gfp после индукции IPTG и инкубации в течение 4 часов.

Рис. S8. Подавление экспрессии генов в штаммах pDusk с использованием синего света.

Рис. S9. Подавление экспрессии генов в штаммах pDusk с помощью встроенных в модуль светодиодов.

Рис. S10. Схема FlexPCB.

Рис. S11. Программное обеспечение слежения, используемое для определения отклонений срабатываемого устройства.

Рис. S12. Системная архитектура для демонстрации возможностей мягких роботов биодатчика методом отбора проб и сортировки.

Рис. S13. Киберфизическая архитектура мягкой робототехнической системы.

Рис. S14. Изготовление устройств со слоем FlexPCB.

Таблица S1. Сравнение планшетного ридера.

Фильм S1. Сочетание мягких роботизированных модальностей и флуоресценции для тактильного восприятия в гидрогелях.

Фильм S2. Обнаружение химических индукторов в жидкой ванне и направленная роботизированная сортировка.

Благодарности: Мы благодарим С. Саураба, Дж. Виссмана, М. Хазара и Э. Паригориса за помощь. Финансирование: Эта работа поддерживается стипендией, поддерживаемой промышленностью / университетским городком в рамках Программы обучения биомолекулярной технологии (T32-GM008799) (для DDL), стипендии Бранко-Вайса (для CT), программы Human Frontier Science Program (грант No. RGY0080 / 2015 — CT), Национальный научный фонд (CBET-1547810 — P.L. и CHE 1808237 — C.T.) и Управление научных исследований ВВС (FA9550-13-1-01 08 и FA9550-18-1-0262 — P.L.). П.Л. также благодарит за поддержку Управление военно-морских исследований (N00014-17-1-2566) и Департамент здравоохранения Пенсильвании (SAP4100077084). T.H. и К. выражаем благодарность за поддержку со стороны Управления военно-морских исследований (грант № 000141612301; PM: T. McKenna, Bio-Inspired Autonomous Systems) и Национальной программы океанографического партнерства (N000141812843). Вклад авторов: К.B.J., T.H., C.M., P.R.L. и C.T. написал рукопись. P.R.L. и C.T. задумал работу. P.R.L., C.M., T.H. и K.B.J. разработаны системы мягких материалов. D.D.L. и C.T. разработал синтетические клетки. K.B.J., T.H., A.W., C.I. и D.D.L. проводил эксперименты. Конкурирующие интересы: Университет Карнеги-Меллона подал заявки на патенты, связанные с аспектами этой работы, в K.J., T.H., A.W., C.I., C.M. и P.L. Все остальные авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.