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問題解決―山頂を目指すにはー2

問題解決―山頂を目指すには―2

2、情報処理アプローチ
(1)良定義問題の分析

問題解決に用いられるプロセスを検討するために、課題を特徴付け、分析する方法を見つける必要がある。
そのために、まず、良定義問題から始める。
ハノイの塔問題は、初期状態(I)、ゴール状態(G)、操作(O)、制約(R)が提供されている問題である。
ニューエルサイモン(1972)は、ハノイの塔の問題を扱い、情報処理アプローチによる「問題解決」の理解を目指した。
問題解決の情報処理アプローチでは、問題解決には、理解探索というプロセスが働くと考える。
理解とは、問題の心的表現(問題空間)を形成するプロセスであり、探索とは、心的表現の中で、解を求めて、探し回るプロセスである。
つまり、問題解決とは、問題空間の中にある地点から別の地点への移動と考えられる。
移動につれて、問題の中の現在地は更新されねばならない。
そのような移動と状態を表したものが状態空間ダイアグラム(state speace diagram)である。
人がハノイの塔の問題を解決する際、どのような問題空間を構成していくかを、人の反応と状態空間ダイアグラムと比較することで、推測することができよう。
人間のワーキングメモリには容量に限界があるから、問題空間を移動する場合、アクセスできる表現は限られることに注目しなくてはならない。

(2)ヒューリスティックス
問題解決で通常用いる方略は、ヒューリスティックス(heuristics)という直観的方法である。
問題解決で一般的に見られるヒューリスティックスは、現地点とゴールとの差異を減少させるヒューリスティックスである。
その代表的なものに、山登り法手段ー目標分析がある。
山登り法(hill climbing)とは、例えば、山の頂上を目指しているのだが、霧の途中で道に迷ってしまい、手探りで道を探索する方法である。
形式的にいえば、「現在の解の近傍のうちで最も成績のよい解を近傍解として選び、現在の解より近傍解の成績の方がよい場合に近傍解と現在の解を入れ替える局所探索法のこと」を指す。
要は、手探りで、現在よりも高い場所の方に移動する方略である。
人がは、問題解決場面において、このような直感的方法を使用する場合が多いが、問題点として、①たどり着いた点が、山の頂上(ゴール状態:正解)とは限らないこと(途中の展望台かもしれない)、②ゴールに近づきつつあるかどうかを「測定」する方法がある場合のみ適用できる、という点が挙げられる。
つまり、周りが平たんである場合には、ランダムに選択しなくてはならない。
山登り法の検証例として有名なのが「宣教師と人食い人種」問題(あるいは、「ホビットとオーク」問題)である。
この問題では、状態空間ダイアグラム(g)でつまずくことが多い。
これは、gの操作は、ゴールから遠のく操作であり、ここでつまずくということは、その人は「山登り法」というヒューリスティック探索を行っていることを示している。
しかし、それは、「急がば回れ」ヒューリスティックスをしていることがうかがわれる。
このヒューリスティックスは、現在の状態と目標状態との差を減少させるため、下位目標を設定して解決に至るヒューリスティックスであり、手段ー目標分析(Means-Ends Analysis)と呼ばれる方法に繋がる。
この方法の手順を形式的に述べると、①目標Gを直ちに達成できる手段M1があれば、それを適用して問題を解決する(終了)、②手段M1がなければ、下位目標SG1を設定する。回の句表SG1は、それが達成されれば、上位のGは直ちに達成可能なものとする。③下位目標SG1に到達する手段SM1があれば、それを通知。④手段SM1がなければ、さらに下位目標SG2を設定する。

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