A simulation-heuristics dual-process model for intuitive physics

要約

人間の身体的推論における精神シミュレーションの役割は広く認められていますが、シミュレーションコストが変化するシナリオ全体で採用されているかどうか、およびその境界の嘘は不明のままです。
注ぎの丸いタスクを使用して、私たちの人間の研究は、シミュレーション時間によって区別される注ぐ角度を予測するときに2つの異なる誤差パターンを明らかにしました。
メンタルシミュレーションはより単純なシナリオで人間の判断を正確にキャプチャしましたが、シミュレーション時間が特定の境界を超えた場合、線形ヒューリスティックモデルは人間の予測によく一致しました。
これらの観察に動機付けられて、私たちはデュアルプロセスフレームワーク、シミュレーション – フェルーリス、SHM）を提案します。ここでは、直感的な物理学が短時間シミュレーションにシミュレーションを採用していますが、シミュレーションがコストがかかるとヒューリスティックに切り替えます。
以前に統合されたモデルに分離された計算方法を統合することにより、SHMはスイッチングメカニズムを定量的にキャプチャします。
SHMは、人間の行動とより正確に整合し、多様なシナリオ全体で一貫した予測パフォーマンスを示し、直感的な身体的推論の適応性の理解を促進します。

要約(オリジナル)

The role of mental simulation in human physical reasoning is widely acknowledged, but whether it is employed across scenarios with varying simulation costs and where its boundary lies remains unclear. Using a pouring-marble task, our human study revealed two distinct error patterns when predicting pouring angles, differentiated by simulation time. While mental simulation accurately captured human judgments in simpler scenarios, a linear heuristic model better matched human predictions when simulation time exceeded a certain boundary. Motivated by these observations, we propose a dual-process framework, Simulation-Heuristics Model (SHM), where intuitive physics employs simulation for short-time simulation but switches to heuristics when simulation becomes costly. By integrating computational methods previously viewed as separate into a unified model, SHM quantitatively captures their switching mechanism. The SHM aligns more precisely with human behavior and demonstrates consistent predictive performance across diverse scenarios, advancing our understanding of the adaptive nature of intuitive physical reasoning.

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