ACT-R
ACT-Rはジョン・R・アンダーソンによって開発された人間の認知に関する一連のモデルの最終的な後継である。
その起源は、1973年、ジョン・R・アンダーソンとゴードン・バウアー(英語版)が共同開発した人間の記憶に関する HAM モデルであり、共同執筆された論文 "Human Associative Memory" で述べられている。その後、オリジナルの HAM モデルを拡張した最初の ACT 理論が生まれた。その中で初めて、宣言的記憶システムに手続き的記憶が追加され、後に実際の脳にもそれに相当するものがあると証明された。その後も理論は ACT* モデルとして拡張されている。
他の多くの認知アーキテクチャと同様、ACT-R はアレン・ニューウェルの業績、特に彼のライフワークである認知の理論統一に触発されたものである。実際、ジョン・R・アンダーソンは理論を構築するにあたって最大の影響を受けた人物としてアレン・ニューウェルを挙げている。
認知科学において、「記号主義」的アプローチと「コネクショニズム」的アプローチがあり、ACT-R は一般に「記号主義」的であると見なされている。その実体(チャンクとプロダクション)は離散的で、その操作は統語論的であり、その表現の内容を意味論的に参照せず、計算に必要な属性だけを参照する。そのことは、チャンクのスロットとバッファの属性がプロダクションと一致する際に標準記号変数として機能することからも明らかである。
しかし、ACT-R 開発者を中心とする人々は ACT-R を脳の構成とその上で如何にして精神と呼ばれるものが生み出されるかを示すための汎用フレームワークであるとしている。しかし認知への記号的アプローチは精神を説明することを目標としているので、これはACT-Rを記号システムに分類することへの反論にはなっていない。
ACT-Rは脳の機能を解明しようとしているので記号システムではないという誤解は、2つの点で不正確である。第一に精神は脳の機能であるので、記号的であれそれ以外であれ、認知の計算モデルは全て脳機能を何らかの観点で特徴付けなければならない。第二に重要な一般化を行えるのは認知レベルのみなので、コネクショニズムのアプローチも含めあらゆるそういったアプローチは神経レベルではなく認知レベルで精神を特徴づけようとする。
さらなる誤解が生まれる背景には、ACT-Rのある属性の持つ連想的性質があり、例えばチャンクが互いに活性化しあったり、チャンクとプロダクションがそれらの選択に関連する量的属性を持っている点がある。それら属性のユニット選択、さらには計算における役割が何であれ、記号的であることの基本的性質には反しない。
プロダクションとは、人間の行為の方法に関する記憶である。例えば、キーボードで "Q" をタイプする方法、車を運転する方法、足し算をする方法などである。
全てのモジュールは対応するバッファを通してのみアクセス可能である。ある時点のバッファの内容は、その時点の ACT-R の状態を表している。手続き的記憶モジュールは例外で、ここには手続き的知識が格納され、それを適用する。従って、アクセス可能なバッファを持たず、他のモジュールの内容にアクセスするのに使われる。
手続き的知識は「プロダクション」の形式で表現される。「プロダクション」という用語は ACT-R が一種のプロダクションシステムであることにも由来しているが、実際プロダクションは主に皮質(バッファ)から基底核、基底核から皮質という情報の流れを形式的に表現するものと言える。
各瞬間に、バッファの現状と一致するプロダクションを検索するパターン照合器が動作する。ある瞬間には1つだけプロダクションが選択され実行される。プロダクションを実行するとバッファの内容が変更され、システムの状態が変化する。従って ACT-R における認知は、プロダクションの逐次的実行として展開される。