孩子们什么时候开始创造原创句子？人工智能精准定位时代 - 神经科学新闻

概括：一项结合行为观察和计算模型的新研究揭示了孩子们在 30 个月左右开始创造新的限定词-名词组合，例如“狗”或“房子”。

通过分析 64 名英语儿童的话语并训练看护者语音数据的预测模型，研究人员确认这一里程碑是语言发展的关键点。研究表明，孩子们不仅仅通过应用语言规则来模仿输入，这是学习语法的关键一步。

主要事实：

• 孩子们在 30 个月左右开始使用新颖的限定词-名词组合。
• 行为和计算数据一致证实了这一语言里程碑。
• 研究结果提供了关于儿童如何从有限的输入中概括语言规则的见解。

来源：芝加哥大学

对于许多父母来说，听到婴儿的第一句话是一个快乐的时刻。但对于父母和人类发展学者来说，另一个重要的语言里程碑更难确定。

孩子什么时候开始自己拼凑单词，而不是人云亦云？

上周发表的一项新研究 美国国家科学院院刊 芝加哥大学的研究人员和其他人使用行为和计算数据来确定英语儿童何时超出其语言输入范围。

对于语言学家来说，当孩子使用语言规则说出新的东西——他们以前从未听过的东西时，就会发生这种情况。

问题是：要知道孩子所听到的一切几乎是不可能的。为了解决这个问题，由语言学家、发展心理学家和计算分析师组成的研究团队联手。

他们建立了一个生成计算机模型，模仿孩子如何首先用英语产生某种结构：限定词-名词组合（例如，说 一只狗 听完之后 那只狗）。

“我们确定了我们认为每个孩子都可以做到这一点的时刻，然后我们尝试用计算机对其进行建模，”通讯作者苏珊·戈尔丁·梅多（Susan Goldin-Meadow）说，她是心理学系和芝加哥大学的比较人类发展。“他们的意见非常一致。”

两个数据集估计，儿童在 30 个月左右时开始产生他们从未听说过的限定词-名词组合。戈尔丁-梅多表示，这种新颖的方法将计算模型与行为观察相结合，为探索有关儿童如何学习语言的长期问题开辟了新途径。

从错误中学习

我们都通过犯错误来学习。寻找错误对于语言学家来说也是评估儿童如何习得语言的一种有用方法。当孩子说“我吃了晚餐”或“我想了一下”时，这意味着他们理解英语的基本语法规则：动词加 -ed 意味着过去发生过某事。

由于英语有不规则动词，因此很容易发现孩子是否使用此规则来说出他们以前可能从未听说过的短语。

在这项研究中，研究小组研究了英语语法中具有类似特征的部分：限定词或修饰名词的单词，例如“a”和“the”。例如， 一个 狗或 的 房子。

研究人员假设，如果一个孩子同时使用“a”和“the”来表示同一个名词，即“一个菠萝 – 和 –的 菠萝，他们可能理解这种模式并用它来创造新颖的组合。在研究的行为部分，研究人员观察了 64 名说英语的儿童及其照顾者。

他们每四个月用 90 分钟记录父母与孩子的互动，并将每个孩子的话语与父母的话语进行比较。

根据这些样本，他们确定儿童在 30 个月左右开始在同一名词前面使用“a”和“the”。在第一次尝试之后，研究人员还注意到，孩子们开始创造更多的组合，而这些组合并未由他们的照顾者记录下来。

但样本并不能解释孩子所听到的一切。“孩子们每天都坐在一起听父母说话，但我们不是，”戈尔丁-梅多说。

为了确认他们的初步估计，该团队测试了输入完全已知的计算机——计算机。

模范行为

过去的研究表明，人们可以预期并预测句子中的下一个单词。这种预测处理构成了 ChatGPT 等大型语言模型的基础。

在这项研究中，研究人员建立了一个预测模型，并根据从父母那里收集的数据对其进行训练。他们分阶段喂养模型，模拟孩子如何听到该语言。

– 为了测试模型，我们给它孩子发出的包含限定词的话语，然后我们屏蔽掉限定词。然后，模型必须预测被遮挡的空间中出现的单词，”Goldin-Meadow 说。“而且在大多数情况下，它会做孩子所做的事情。”

该模型还确认了孩子们开始说出超出他们所听到范围的限定词-名词组合的时间范围：大约 30 个月。

“对于该模型，我们可以非常确定它已经超出了它所获得的输入，”Goldin-Meadow 说。

戈尔丁-梅多表示，准确定位生产力的时刻对于理解语言学中一个长期存在的理论问题可能至关重要：孩子们需要听到多少语言输入才能学习特定的语言结构？

这是戈尔丁梅多研究的另一个领域的一个重要问题：家庭签名者。

手语者是聋哑儿童，他们已经发展出自己的手势来进行交流。由于他们还没有机会接触像美国手语这样的既定手语，他们自己的手势语言系统可以揭示孩子们希望在他们正在学习的语言中找到哪些语言结构。

根据 Goldin-Meadow 的说法，尝试计算机建模可以测试家庭签名者提供的见解；在这种情况下，主签名者能够发明限定词-名词组合。

“限定词-名词结构可能比手语者自己发明的结构更容易学习，”Goldin-Meadow 说。– 如果是这样，那么也许我们可以尝试一下我们的计算模型，给它少得多的输入，但仍然让它掌握限定词-名词组合。 –

关于人工智能和语言发展研究新闻

作者：李托莉
来源：芝加哥大学
接触：托里·李 — 芝加哥大学
图像：该图像来自《神经科学新闻》

原创研究：封闭访问。
—使用计算模型来验证英语学习儿童中富有成效的限定词与名词组合的出现— 苏珊·戈尔丁·梅多 (Susan Goldin-Meadow) 等人。美国国家科学院院刊

抽象的

使用计算模型来验证英语学习儿童中富有成效的限定词与名词组合的出现

语言是一个生产系统——我们经常会产生以前从未听过的结构良好的话语。然而，很难评估孩子何时第一次达到语言生产力，因为我们很少知道孩子经历过的所有话语。

语言生产力的开始一直是语言习得中一个长期存在的理论问题的核心——儿童是否带着从习得最早的时刻起就部署的抽象类别来学习语言？

我们通过将纵向行为观察和计算模型结合起来，利用各自的优势来解决语言生产力何时开始的问题。

我们使用行为数据来评估 64 名学习英语的儿童样本何时开始有效地将限定词和名词结合起来，这是一种先前用于解决这一理论问题的语言结构。

生产力开始提高后，孩子们产生了限定词-名词组合，但我们从看护者处获得的语言输入样本并未证实这些组合。

我们使用计算技术对这 64 名儿童中限定词与名词组合的起始和轨迹进行建模，以及他们省略限定词的话语特征。因为我们确切地知道模型是根据什么输入进行训练的，所以我们可以自信地知道模型已经超出了其输入范围。

孩子和模型在新颖组合的时间和数量上发现的相似之处表明，孩子们也创造性地超越了他们的输入。