---
type: "Akademik Makale Analizi"
title: "Sürekli Psikofizik İçin Ters Optimal Kontrol Yöntemiyle Algının Eyleme Dönüştürülmesi"
description: "Psikofiziksel yöntemler, dış uyaranlar ile içsel duyumlar arasındaki nicel ilişkileri ölçerek psikoloji, bilişsel bilim ve sınırbilimde temel bir rol oynamaktadır. Geleneksel iki seçenekli zorunlu tercih gibi deneme bazlı yöntemler yüksek ölçüm hassasiyeti sunsa da yüzlerce tekrarlı deneme gerektirm"
resource: "https://makaleanalizi.com/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/surekli-psikofizik-icin-ters-optimal-kontrol-yontemiyle-alginin-eyleme-donusturulmesi"
doi: "10.7554/elife.76635"
authors: ["Dominik Straub", "Constantin A Rothkopf"]
citation: "Straub, D., Rothkopf, C. A. (2022). Putting perception into action with inverse optimal control for continuous psychophysics. . https://doi.org/10.7554/elife.76635"
publicationType: "computational"
discipline: "Doğa Bilimleri"
subDiscipline: "Fizik, Kimya ve Yaşam Bilimleri"
evidenceCount: 13
tags: ["sürekli psikofizik", "ters optimal kontrol", "algısal belirsizlik", "sinyal algılama kuramı", "doğrusal karesel gauss modeli"]
timestamp: "2026-09-11T00:45:05.795Z"
---

# Sürekli Psikofizik İçin Ters Optimal Kontrol Yöntemiyle Algının Eyleme Dönüştürülmesi

Özgün başlık: Putting perception into action with inverse optimal control for continuous psychophysics
DOI: https://doi.org/10.7554/elife.76635
Künye (APA 7): Straub, D., Rothkopf, C. A. (2022). Putting perception into action with inverse optimal control for continuous psychophysics. . https://doi.org/10.7554/elife.76635

Bilim alanı: [Doğa Bilimleri](/okf/doga-bilimleri/index.md) › Fizik, Kimya ve Yaşam Bilimleri

# Alan bağlamı

Psikofiziksel yöntemler, dış uyaranlar ile içsel duyumlar arasındaki nicel ilişkileri ölçerek psikoloji, bilişsel bilim ve sınırbilimde temel bir rol oynamaktadır. Geleneksel iki seçenekli zorunlu tercih gibi deneme bazlı yöntemler yüksek ölçüm hassasiyeti sunsa da yüzlerce tekrarlı deneme gerektirmekte ve katılımcı motivasyonunun düşmesine yol açmaktadır. Son dönemde geliştirilen sürekli psikofizik yaklaşımı, dinamiği olan uyaranlara kesintisiz davranışsal uyumlar sağlayarak ölçüm süresini belirgin şekilde kısaltmaktadır. Bununla birlikte, mevcut analiz yöntemlerinin motor kontrol değişkenlerini ve içsel davranış maliyetlerini hesaba katmaması, algısal eşiklerin abartılı tahmin edilmesine neden olmakta ve alan içerisindeki yaygın kullanımını sınırlandırmaktadır.

# Akademik özet

Psikofiziksel ölçümler, dışsal uyaranlar ile içsel algısal duyumlar arasındaki nicel ilişkiyi belirlemek amacıyla psikoloji, bilişsel bilimler ve sınırbilim araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Geleneksel sinyal algılama kuramına dayalı deneysel tasarımlar yüksek hassasiyet sağlasa da, katılımcıların yüzlerce bağımsız denemeye katılmasını gerektirmekte ve bu durum dikkat kaybı ile motivasyon düşüşüne yol açmaktadır. Bu kısıtlılığı aşmak amacıyla geliştirilen sürekli psikofizik yaklaşımı, kesintisiz motor ayarlamalara dayalı dinamik ölçümler sunarak veri toplama süresini önemli ölçüde kısaltmıştır. Ancak mevcut analiz yöntemlerinin davranıştaki motor değişkenliği ve içsel eylem maliyetlerini göz ardı etmesi, kestirilen algısal belirsizlik parametrelerinin yapay şekilde yüksek çıkmasına neden olmaktadır.

Bu çalışmada, söz konusu metodolojik sorunu çözmek amacıyla Bayesian ters optimal kontrol ilkelerine dayalı Doğrusal Karesel Gauss (LQG) hesaplama çerçevesi geliştirilmiştir. Önerilen model; algısal kestirim için Kalman Filtresi ile motor eylem planlaması için Doğrusal Karesel Düzenleyiciyi birleştirerek motor gürültüsünü, eylem eforuna ilişkin içsel maliyetleri ve katılımcıların uyaran dinamiğine dair öznel inançlarını eş zamanlı olarak tahmin etmektedir. Modelin geçerliliği hem sentetik veri simülasyonları ile hem de bilgisayar faresi, el takibi ve göz takibi içeren önceden yayınlanmış üç farklı sürekli izleme deneyinin verileri yeniden analiz edilerek sınanmıştır. Araştırmada ideal gözlemci, optimal aktör, kısıtlı aktör ve öznel aktör olmak üzere dört aşamalı bir model hiyerarşisi karşılaştırılmıştır.

Simülasyon analizleri, motor değişkenlik ve eylem maliyetini hesaba katmayan modellerin algısal belirsizliği sistematik olarak aşırı tahmin ettiğini ve önerilen yöntemin sadece iki dakikalık sürekli izleme verisinden dahi güvenilir parametre kestirimi yapabildiğini göstermiştir. Deneysel verilerin analizinde, öznel aktör modelinden elde edilen algısal belirsizlik değerlerinin, geleneksel iki seçenekli zorunlu tercih (2IFC) görevlerinden elde edilen ölçümlerle Kalman Filtresi modeline kıyasla belirgin şekilde daha yüksek uyum gösterdiği saptanmıştır. Ayrıca Genişletilmiş Uygulanabilir Bilgi Kriteri (WAIC) model karşılaştırmalarında, eylem maliyetlerini ve öznel uyaran inançlarını içeren modellerin tüm katılımcılarda veri olasılığını ezici bir üstünlükle en iyi açıklayan yapı olduğu doğrulanmıştır.

Elde edilen bulgular, sürekli psikofizik deneylerinde yalnız algısal süreçlerin değil, duyusal-motor kontrolün ve içsel eylem maliyetlerinin de modellenmesinin zorunlu olduğunu ortaya koymaktadır. Yazar, geliştirilen ters optimal kontrol çerçevesinin geleneksel psikofizik deneylerindeki uzun deneme süreçlerini ortadan kaldırarak klinik popülasyonlar, çocuklar ve hayvan denekler için erişilebilir bir deneysel altyapı sunduğunu tartışmaktadır. Bu çalışma, literatür taraması yapan araştırmacılar için algı ve eylemin ayrılmaz bütünlüğünü teorik düzeyde kanıtlamakta ve sürekli davranışsal verilerden psikometrik ve nöromotor parametrelerin eş zamanlı çıkarılmasına imkân veren güçlü bir metodolojik araç sunmaktadır.

# Araştırmanın amacı

Bu çalışmanın amacı, sürekli psikofizik deneylerinde motor değişkenliği, içsel eylem maliyetlerini ve katılımcıların uyaran dinamiğine ilişkin öznel inançlarını hesaba katan Bayesian ters optimal kontrol tabanlı bir hesaplama ve analiz çerçevesi sunmaktır.

# Yöntem ve tasarım

Çalışma, sürekli izleme görevlerinden elde edilen verileri çözümlemek amacıyla Bayesyen ters optimal kontrol ve Doğrusal Karesel Gauss (LQG) denetim kuramına dayanan hesaplamalı bir analiz çerçevesi geliştirmekte ve bunu önceden yayınlanmış deneysel veri kümeleri ile sentetik simülasyonlar üzerinde test etmektedir.

# Bulgular ve önermeler

1. Ters optimal kontrol çerçevesi, sürekli izleme görevlerinde algısal belirsizlik parametrelerini Kalman filtresine göre geleneksel 2IFC psikofizik ölçümlerine çok daha yakın seviyelerde kestirmektedir.
2. Geniş Uygulanabilir Bilgi Kriteri (WAIC) ve Akaike ağırlıkları üzerinden yapılan model karşılaştırmaları, öznel aktör modelinin tüm katılımcılarda veriyi ezici bir üstünlükle açıkladığını göstermektedir.
3. Hem Kalman filtresi hem de ters optimal kontrol modelleriyle kestirilen algısal belirsizlik parametreleri, geleneksel 2IFC psikofiziksel ölçümleriyle yüksek korelasyon göstermektedir.
4. Katılımcıların sürekli izleme performansları, sadece duyusal belirsizlikle değil, motor eylem değişkenliği, içsel eylem maliyetleri ve hedefin dinamiğine dair öznel inançlarıyla şekillenmektedir.

# Yazarın tartışması

Elde edilen bulgular, sürekli izleme görevlerinde Bayesyen ters optimal kontrol çerçevesinin kullanılmasıyla motor eylem değişkenliği ve içsel eylem maliyetlerinin algısal belirsizlikten ayrıştırılabildiğini göstermektedir. Geleneksel psikofizik analiz yöntemleri tüm davranışsal değişkenliği duyusal süreçlere yüklediği için kestirilen eşikler yüksek çıkmaktadır. Ters optimal kontrol modeli ise bu ek varyans kaynaklarını modele dahil ederek algısal belirsizlik parametrelerini düşürmekte ve geleneksel 2IFC ölçümlerine belirgin şekilde yaklaştırmaktadır.

Yazarlar, kestirilen algısal eşiklerin 2IFC testleriyle mükemmel çakışmamasının altında, çok düşük kontrast koşullarında katılımcıların pes etme eğilimi göstermesi veya görsel sistemin zaman içinde doğrusal olmayan entegrasyon yapması gibi ek hesaplamalı maliyetlerin yatabileceğini açıklamaktadır. Katılımcıların uyaranın hareket dinamiğine ilişkin öznel varsayımlara sahip olması ve ivme veya hız bileşenlerini modele dahil etmesi, sürekli izleme verilerindeki otokorelasyon yapısını ve cross-correlogram örüntülerini tam olarak yakalamalarını sağlamaktadır.

Tartışma bölümünde, Bonnen ve arkadaşlarının yaptıkları öncü çalışmalardaki Kalman filtresi analizlerinin motor maliyetleri ihmal ettiği için algısal belirsizliği aşırı kestirdiği vurgulanmakta ve Yeshurun ve arkadaşlarının psikofiziksel yöntemler arasındaki sapmalara dair literatür bulgularıyla paralellik kurulmaktadır. Algı ile eylemin ayrılmaz bir şekilde bütünleştiği deneysel kurumlarda, Bayesyen model karşılaştırmaları üzerinden yapılan değerlendirmeler öznel aktör modelinin veriyi ezici bir üstünlükle açıkladığını kanıtlamaktadır.

Sonuç olarak, önerilen ters optimal kontrol çerçevesi sürekli psikofizik paradigmalarının bilişsel bilim, nörobilim ve psikolojide yaygınlaşmasının önündeki en büyük engeli kaldırmaktadır. Katılımcıların uzun ve yorucu yüzlerce denemeye tabi tutulması yerine 2 dakika gibi kısa sürelerde kararlı ve güvenilir algısal belirsizlik, motor değişkenlik ve eylem maliyeti parametrelerinin kestirilmesini mümkün kılarak çocuklarda ve özel popülasyonlarda algı araştırmalarının önünü açmaktadır.

# Yazarın sonucu

Yazarlar, sürekli psikofizik deneylerinde insan ve insan dışı primat davranışlarının yalnızca algısal belirsizlikle açıklanamayacağını; motor eylem değişkenliği, eylemin içsel çaba maliyetleri ve uyaran dinamiğine ilişkin öznel inançları içeren Bayesyen ters optimal kontrol modellerinin deneysel verileri belirgin şekilde daha yüksek doğrulukla öngördüğünü ve algısal eşik kestirimlerini geleneksel yöntemlerle uyumlu hale getirdiğini sonuçlandırmaktadır.

# Literatürdeki işlevi

Geleneksel psikofizik yöntemlerinin kısıtlamalarını aşmak amacıyla son yıllarda geliştirilen sürekli psikofizik paradigmalarını matematiksel açıdan dönüştürücü bir yaklaşımla ele almaktadır. Çalışma, algısal belirsizliklerin hesaplanmasında karşılaşılan motor gürültü ve içsel eylem maliyeti sorunlarını, Bayesyen ters optimal kontrol kuramsal çerçevesiyle çözüme kavuşturarak literatürdeki metodolojik tıkanıklığı açmaktadır. Algısal süreçlerin eylemsel dinamiklerle entegre bir biçimde modellenmesi gerektiğini gösteren kuramsal bir köprü işlevi görmektedir. Bu yönüyle bilişsel süreçleri eylem dinamikleriyle birleştirmektedir.

Önceki çalışmalarla ilişkisi: Çalışma, Bonnen ve arkadaşlarının (2015, 2017) başlattığı sürekli izleme görevlerine dayalı sürekli psikofizik yaklaşımını doğrudan devralmakta ve bu çalışmalardaki Kalman Filtresi analizinin eksikliklerini tamamlamaktadır. Önceki modellerin tüm varyansı duyusal belirsizliğe atfetmesi nedeniyle algı eşiklerini aşırı kestirmesini eleştiren yazarlar, optimal kontrol kuramı ve Sinyal Algılama Kuramı (SDT) ilkelerini birleştirerek literatürü daha kapsamlı bir düzeye taşımaktadır. Ayrıca, motor eylem maliyetlerini ve öznel inanç yapılarını modele katarak Simon'ın sınırlı rasyonellik kuramı ve Bayesyen karar kuramıyla entegre etmektedir.

Literatür taramasına katkısı: Bu yayın, literatür taraması yapacak Türk araştırmacılar için psikofiziksel ölçümlerin metodolojik sınırlarını aşma konusunda zengin bir sentez sunmaktadır. Geleneksel ve sürekli yaklaşımları karşılaştırmalı bir biçimde inceleyerek, her iki ekolün kuramsal temellerini ve hesaplamalı sınırlarını berraklaştırmaktadır. Özellikle motor değişkenliklerin ve bilişsel çaba maliyetlerinin deneysel sonuçlar üzerindeki bozucu etkilerini teorik ve ampirik olarak ortaya koyması, araştırmacıların algı ve eylemi bütünsel bir yapay zeka ve bilişsel modelleme çerçevesinde birleştirmelerine katkı sağlamaktadır.

# Tez ve makale araştırmalarında kullanım

- **Sürekli psikofizik testleri geleneksel psikofizik deneylerine göre zaman tasarrufu açısından en az on kat daha verimlidir.** — Sürekli izleme görevlerinin 2 dakikalık veri toplama süresinde sağladığı parametre kararlılığı, geleneksel 2IFC testlerinin 20 dakikalık süresine eşdeğer hassasiyet sunarak zamansal etkinliği kanıtlamada kullanılır.
- **İnsanların sürekli izleme performansı yalnızca duyusal girdilerle değil, motor çaba maliyetleriyle de sınırlandırılmaktadır.** — Eylem değişkenliği ve çaba maliyetlerinin algısal süreçlerden bağımsız bir varyans kaynağı olduğunu ve bilişsel modellerde mutlaka temsil edilmesi gerektiğini kuramsal düzlemde desteklemek için kullanılır.
- **Katılımcıların hareketli hedeflere ilişkin zihinsel modelleri, nesnelerin gerçek fiziksel dinamiklerinden farklılıklar göstermektedir.** — Öznel inançların ve hedef hızına dair varsayımların, insanların sürekli izleme görevlerindeki aşma (overshoot) ve düzeltme eylemlerini nasıl tetiklediğini tartışırken kaynak gösterilir.

# Türetilebilir araştırma soruları

- **Bebeklerin sürekli hedef izleme görevlerindeki görsel kontrast duyarlılık eşikleri, ters optimal kontrol modelleri altında yaş gelişimine bağlı olarak nasıl değişmektedir?**
  - Desen: Farklı yaş gruplarından bebek katılımcılarla göz izleme (eye-tracking) tabanlı sürekli hedef takip görevi tasarlanacaktır. Örneklem büyüklüğü güç analizi kullanılarak belirlenecek ve veri doygunluğuna ulaşılacaktır. Bebeklerin göz hareketleri 60 Hz hızında kaydedilecek ve ters optimal kontrol algoritmasıyla algısal belirsizlik ve motor gürültü parametreleri kestirilecektir.
  - Gerekçe: Yazarlar, sürekli psikofizik yöntemlerinin yorucu denemeler içermemesi sayesinde bebek ve çocuklarda algı araştırmalarını kolaylaştıracağını öngörmektedir. Bu öneri, çalışmada sunulan metodolojiyi gelişimsel bir bağlama taşımaktadır.
- **Çok düşük kontrastlı görsel uyaranlar altında katılımcıların izlemeyi bırakma (pes etme) eğilimi, zamanla değişen içsel eylem maliyeti fonksiyonlarıyla nasıl modellenebilir?**
  - Desen: Yetişkin katılımcılara altı farklı kontrast seviyesinde rastgele hareket eden hedef izletilecektir. Güç analiziyle belirlenen katılımcı grubuyla el-göz koordinasyonu verileri mouse vasıtasıyla toplanacaktır. Veriler, kontrast seviyesine bağlı olarak değişen dinamik kontrol maliyeti parametreleriyle genişletilmiş LQG çerçevesinde analiz edilecektir.
  - Gerekçe: Yazarlar, çok düşük kontrastlarda modellerinin 2IFC ile sapma gösterdiğini belirtmekte ve bunu katılımcıların pes etme eğilimi veya doğrusal olmayan entegrasyon süreçleriyle ilişkilendirmektedir. Bu çalışma doğrudan bu sınırlılığı test etmeye yöneliktir.
- **Sinyale bağlı gürültünün (signal-dependent noise) varlığında, ters optimal kontrol modelinin kestirdiği algısal eşiklerin kararlılığı geleneksel modellerle nasıl karşılaştırılır?**
  - Desen: Katılımcılara farklı hız ve ivme bileşenlerine sahip izleme görevleri yaptırılacaktır. Güç analiziyle belirlenen örneklemin motor tepkileri hareket izleme sistemleriyle kaydedilecektir. Analiz aşamasında standart LQG modeli ile sinyale bağlı gürültüyü entegre eden genişletilmiş ters optimal kontrol modellerinin parametre tutarlılıkları karşılaştırılacaktır.
  - Gerekçe: Yazarlar, makalenin kısıtlamaları kısmında mevcut LQG modelinin sabit gürültü varsayımına dayandığını ve Weber kanununa uyan sinyale bağlı gürültü durumlarında modelin genişletilmesi gerektiğini belirtmiştir.

# Kaynak izleri

Her iddia, özgün yayının belirtilen sayfasındaki birebir alıntıya bağlıdır.

| Kanıt | Bölüm | PDF sayfası | Basılı sayfa | Alıntı |
|---|---|---|---|---|
| ev-o-1 | Abstract | 1 | — | Here, we introduce a computational analysis framework for continuous psychophysics based on Bayesian inverse optimal control. |
| ev-s-1 | Abstract | 1 | — | Here, we introduce a computational analysis framework for continuous psychophysics based on Bayesian inverse optimal control. |
| ev-s-2 | Results | 9 | — | The average factor between the posterior mean perceptual uncertainty in the continuous task and the 2IFC task in the five higher contrast conditions is 2.39 for the subjective acto |
| ev-s-3 | Results | 10 | — | Overwhelming evidence for the subjective actor model is provided by Akaike weights larger than 0.98 in all three subjects, with the weight for the KF model being equal to 0 within  |
| ev-s-4 | Results | 9 | — | The posterior means of estimated perceptual uncertainty in both models were highly correlated with the classical psychophysical measurements |
| ev-s-5 | Discussion | 11 | — | The perceptual uncertainties inferred using inverse optimal control were in better agreement with the 2IFC measurements than those inferred using the previously proposed KF. |
| ev-s-6 | Discussion | 11 | — | Thus, we found overwhelming evidence that subjects' behavior in the continuous psychophysics paradigm was better explained by a model that includes action variability and internal  |
| ev-l-1 | Abstract | 1 | — | Psychophysical methods are a cornerstone of psychology, cognitive science, and neuroscience where they have been used to quantify behavior and its neural correlates for a vast rang |
| ev-l-2 | Abstract | 1 | — | A recently developed approach, continuous psychophysics, promises to transform the field by abandoning the rigid trial structure involving binary responses and replacing it with co |
| ev-l-3 | Discussion | 11 | — | The perceptual uncertainties inferred using inverse optimal control were in better agreement with the 2IFC measurements than those inferred using the previously proposed KF. |
| ev-l-4 | Discussion | 11 | — | behavior in the continuous psychophysics paradigm was better explained by a model that includes action variability and internal costs for actions increasing with the magnitude of t |
| ev-l-5 | Discussion | 11 | — | subjects might simply give up tracking the target although they can still perceive its location. |
| ev-l-6 | Discussion | 12 | — | This could be addressed using an extension of the LQG to signal- dependent uncertainty ( Todorov, 2005 ) to which our inverse optimal control method can be adapted, as we have rece |

# İlgili kavramlar

- [Stres Kaynaklı Sağlık Etkilerini Azaltarak Afet Dayanıklılığını Artırma Yaklaşımları](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/stres-kaynakli-saglik-etkilerini-azaltarak-afet-dayanikliligini-artirma-yaklasimlari.md)
- [Etiyopya'nin Bahir Dar Kentinde Konut Edinimi İçin Kayit Disi Arazi Brisimi ve İlişkili Gecekondu Yerlesimlerinin Gelişimi](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/etiyopyanin-bahir-dar-kentinde-konut-edinimi-icin-kayit-disi-arazi-brisimi-ve-iliskili-gecekondu-yerlesimlerinin-gelisimi.md)
- [Üniversite Öğrencilerinin Dans Gelişiminde Doğaçlama Dans Tabanlı Psikolojik Eğitimin Etkisi](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/universite-ogrencilerinin-dans-gelisiminde-dogaclama-dans-tabanli-psikolojik-egitimin-etkisi.md)
- [Deprem Büyüklüğü Tahmini İçin İklimsel ve Sismik Veriye Dayalı Derin Öğrenme Modelinin Geliştirilmesi](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/deprem-buyuklugu-tahmini-icin-iklimsel-ve-sismik-veriye-dayali-derin-ogrenme-modelinin-gelistirilmesi.md)
- [Ölü Deniz Transformu Boyunca Sismik b-Değeri Değişimleri](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/olu-deniz-transformu-boyunca-sismik-b-degeri-degisimleri.md)
- [Sismik Tehlike Değerlendirmesi İçin Sıradışı Bir Araç Olarak Jeoakışkanlar](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/sismik-tehlike-degerlendirmesi-icin-siradisi-bir-arac-olarak-jeoakiskanlar.md)
- [SeismoQuakeGNN: Transformatör Destekli Modellerle Spasyo-Temporal Deprem Tahmini İçin Hibrit Bir Çerçeve](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/seismoquakegnn-transformator-destekli-modellerle-spasyo-temporal-deprem-tahmini-icin-hibrit-bir-cerceve.md)
- [Güney Calabria (İtalya) Büyük Depremlerinin Bölgesel Jeodinamik Bağlam Açısından İncelenmesi](/okf/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/guney-calabria-italya-buyuk-depremlerinin-bolgesel-jeodinamik-baglam-acisindan-incelenmesi.md)

# Şeffaflık

- Analiz tarihi: 2026-09-11T00:45:05.795Z
- Kanıt sayısı: 13
- Üretim sürümü: makale-analizi-v3.0.0
- Kanonik sayfa: https://makaleanalizi.com/doga-bilimleri/fizik-kimya-ve-yasam-bilimleri/surekli-psikofizik-icin-ters-optimal-kontrol-yontemiyle-alginin-eyleme-donusturulmesi