On the Development of a Computer Algorithm for Habit Formation
Table of contents
Share
Metrics
On the Development of a Computer Algorithm for Habit Formation
Annotation
PII
S207751800010916-6-1
DOI
10.18254/S207751800010916-6
Publication type
Article
Статус публикации
Published
Authors
Viktor Istratov 
Occupation: Leading Research Associate
Affiliation: Central Economics and Mathematics Institute
Address: Russian Federation, Moscow
Abstract

For a long time various fields of knowledge have been developing the topic of habit, i.e. unconscious performance of an action there is hardly any cohesion about habit formation and few attempts are made to develop a formalized representation of this process. Our previously published habit formation algorithm did not account for a number of factors such as goal of action, saving of mental resources during the transition from conscious execution to habitual, preliminary assessment of act result, importance of the action, environmental complexity. This article takes these factors into account and proposes a refined computer algorithm of habit formation.

Keywords
habit, algorithm, simulation, behavior, decision making
Received
31.07.2020
Date of publication
05.09.2020
Number of purchasers
17
Views
327
Readers community rating
0.0 (0 votes)
Cite Download pdf

To download PDF you should sign in

1

Вступление

Разные области знаний давно разрабатывают тему привычки, т.е. неосознанного выполнения действия. В первую очередь, интерес проявляют психологи (прежде всего, изучающие навык), но и другие общественные науки не обходят это направление стороной. Например, в экономической теории немало работ затрагивает этот вопрос в том или ином аспекте (Истратов, 2019a). Увы, до сих пор нет единого мнения о том, каким именно образом происходит формирование привычки, а значительная часть описаний процесса зарождения привычки отличается размытостью. Попыток выработать его формализованное представление так и вовсе оказывается немного (см., например, обзор в (Истратов, 2020)). Результатом одной из таких попыток стала статья об алгоритмической концепции формирования привычки на поведенческом уровне и на основе дискретного (качественного) подхода (Истратов, 2019b). Со временем алгоритму, представленному в той работе, потребовались уточнения и дополнения.
2

Уточнение алгоритма формирования привычки

Изначальный компьютерный алгоритм формирования привычки вкратце таков (Истратов, 2019b): формирование привычки происходит в три этапа. На протяжении всех трех этапов должны быть выполнены следующие условия:
3
  • результат действия должен быть желателен выполняющему его человеку;
  • выполнение действия должно приводить к ожидаемому результату;
  • ключевые обстоятельства выполнения действия должны быть неизменны.
4 Первый этап формирования привычки начинается одновременно с запуском алгоритма и охватывает период знакомства человека с новым действием. Выполнение действия «с легкостью» означает завершение первого этапа. Завершение второго этапа, происходит, когда действие впервые исполняется «бессознательно», т.е. автоматически. Третий этап завершается, когда все условия второго этапа выполняются несколько раз подряд. По завершении третьего этапа привычка считается сформированной.
5 Схожим образом определяется качественное понятие «легкого» выполнения действия, которое используется на первом этапе. Действие становится «легким» тоже в три этапа:
6
  • первый этап завершается с первым успешным выполнением действия (тем самым человек удостоверяется, что оно выполнимо);
  • второй этап заканчивается, когда впервые не возникает ни одного сбоя или срыва при выполнении действия, требующих сознательного вмешательства для их устранения;
  • третий этап считается успешно пройденным после выполнения условия второго этапа несколько раз подряд.
7 По завершении третьего этапа считается, что действие стало выполняться «с легкостью». На данный момент требование третьего этапа формирования привычки в описанном алгоритме (по повторению действия несколько раз подряд) выглядит слишком искусственно, и его лучше изменить. В алгоритме обязательно надо каким-то образом учесть важность повторения действия для формирования привычки, но не столь прямолинейно. К тому же фиксированное количество повторений для всех моделируемых субъектов может оказаться чрезмерным, с точки зрения содержательности. Ведь в отсутствии жесткого порогового значения легко убедиться даже путем простой интроспекции, которая подсказывает, что это значение может сильно варьироваться. И хотя любая модель представляет собой компромисс между простой абстракцией и сложной реальностью, настолько сильное упрощение может ощутимо снизить доверие к выводам модели. Помимо этого, мы поняли со временем, что изначальный алгоритм не учитывал нескольких существенных факторов.
8 Цель действия. Одним из таких факторов является цель действия. В ситуации, когда одно и то же действие успешно выполняется в одних и тех же обстоятельствах, но каждый раз с новой целью, привычка не сможет сформироваться. По всей видимости, потому что при смене цели сознанием производится дополнительная работа по соотнесению ситуации с возможными действиями и поставленной целью. Это не может не препятствовать автоматизации выполнения действия. Хотя не исключено, что возможны случаи, когда привычка формируется с одной целью, а затем результаты исполнения уже привычного действия используются с другой целью. На важность цели для активации привычки указывали Х. Аартс и А. Дейкстерхёйс (Aarts, Dijksterhuis, 2000, р. 54), т.е. цель может выступать одним из факторов, запускающих исполнение уже сформировавшейся привычки. Таким образом, в изложенный ранее алгоритм следует добавить еще одно условие: действие превращается в привычное, если оно выполняется с одной и той же целью.
9 Предварительная оценка результата. По всей видимости, образование привычки подразумевает наличие неосознаваемого ментального процесса. На эту мысль нас натолкнула работа Э. Хейта и Дж. Кракауэра (Haith, Krakauer, 2018) и их рассуждение о том, что мозг кэширует результаты частых действий аналогично тому, как это происходит в памяти компьютера. Можно предположить, что этим неосознаваемым процессом является предсказание результата действия, а точнее, статистическая оценка ожидаемого результата. Т.е. мозг в рабочем порядке рассчитывает, к чему может привести выполнение того или иного действия. Не исключено, что такие оценки могут быть как осознанными, так и бессознательными. Когда мозгу удается получить достаточно точный алгоритм предсказания последствий (т.е. когда разница между предварительной оценкой результата и самим результатом становится достаточно малой), он переводит соответствующее повторяющееся действие в разряд привычных (т.е. исполняемых без участия сознания).
10 Для компьютерного моделирования необходимо определить понятие достаточно малой разницы. Сомнительно, что значение малости заложено в мозге в виде фиксированной величины. Скорее всего, это сложная функция, зависящая от набора условий. И возможно, даже качественная функция, а не количественная. Но на первых порах для простоты, полагаем, допустимо использовать именно фиксированную в процентах величину. Что касается самого метода предсказания, то по той же причине поначалу можно использовать простое усреднение уже имеющихся результатов с постепенным забыванием более ранних результатов (о том, как происходит забывание, написано много работ).
11 Необходимость механизма оценки будущего результата несколько понижает значение повторяемости, на которую традиционно делают упор в работах по формированию привычки. Например, Г. Йин и Б. Ноултон, обозревая накопившиеся исследования, много пишут о том, что перетренированность приводит к формированию привычки (Yin, Knowlton, 2006). Но, видимо, точнее будет сказать, что повторяемость не самоценна, а является следствием: количество необходимых исполнений и их частота будут определяться тем, насколько успешно идет формирование функции оценки, и тем насколько надежны ее предсказания.
12 Существенная экономия ресурсов. Еще одной интересной догадкой может оказаться гипотеза о значимости величины экономии для формирования привычки. В свое время было замечено (Dickinson, 1985), что характер предоставления вознаграждения влияет на скорость выработки привычки. В эксперименте животным предлагалась пища в ответ на исполнение правильного действия (например, нажатия на рычаг) либо с постоянной вероятностью (VR), либо через постоянные интервалы времени (VI). В VI-случае, когда действие и его результат были слабее связаны между собой, формирование привычки шло быстрее. Феномен до сих пор не получил общепризнанного объяснения. Например, К. Миллер, А. Шенхав, Э. Людвиг (Miller, Shenhav, Ludvig, 2019) сделали вывод, что наличие сложных взаимосвязей действия и результата замедляет формирование привычки. С нашей точки зрения, причина влияния характера предоставления вознаграждения на скорость формирования привычки может быть в том, что одно из условий формирования привычки - существенная экономия сил и времени при принятии решения без потери качества решения или с минимальной ее потерей.
13 В таком случае еще одним важным условием формирования привычки должна стать относительная величина экономии вычислительных ресурсов мозга при переходе с обдуманного выполнения действия на автоматическое: чем больше экономия, тем быстрее формируется привычка. Тем самым для моделирования потребуется прописать в явном виде механизм оценки выигрыша и степени его существенности. Хотя, возможно, в мозгу в действительности такого механизма нет (сравнение происходит скрыто: например, какой сигнал быстрее прошел по нейронам, таким образом действие и выполняется), но для наглядности модели было бы полезно такой механизм прописать явно.
14 Важность действия. Чуть подробнее хочется сказать про важность действия. Ее влияние оказывается разнонаправленным на разных стадиях формирования привычки. Отдаленно о ней уже говорилось при описании второго этапа формирования привычки изначального алгоритма: «привычка зарождается в момент, когда хорошо знакомое действие (и его результат) переводится в разряд менее важных и мозг концентрируется на другой деятельности» (Истратов, 2019b). Почти любое действие может быть важным в одних обстоятельствах и неважным в других. Взять, к примеру, прием пищи. Для голодного человека это важное действие, и он будет на нем полностью сконцентрирован – никакого отвлечения внимания, никакого выполнения по привычке. Однако если человек не голоден и ест за просмотром фильма, то сознание концентрируется на изображении с экрана, а прием пищи происходит автоматически по привычке.
15 Высокая важность подразумевает повышенное внимание к исполнению действия. Это не обязательно непрерывное внимание – оно может переключаться на другие задачи, но при этом обязательно вернется к важному действию. Поскольку такое действие держится в сознании на особом контроле, а для формирования привычки внимание должно переключиться на альтернативное действие, то понижение важности будет способствовать формированию привычки, т.е. бессознательному выполнению действия. При этом пониженная важность не означает ненужность. Исполнитель по-прежнему заинтересован в результате действия, который просто не является определяющим, критически важным или жизненно необходимым. Если же результат становится ненужным, то привычка просто не сформируется, поскольку потеряет смысл само выполнение действия, необходимое для закрепления привычки. Тем самым, условие востребованности результата сохраняется.
16 При этом на ранних стадиях развития привычки повышение важности действия может наоборот способствовать ее формированию. Так, например, человек, у которого вытащили из кармана бумажник с крупной суммой денег, очень быстро привыкает носить бумажник в другом месте или привыкает регулярно проверять содержимое кармана. Таким образом, на протяжении всего периода формирования привычки соответствующее действие должно оставаться более-менее важным для человека. Однако в случае высокой изначальной важности в какой-то момент эта важность должна начать снижаться, давая возможность автоматизировать выполнение действия.
17 Если рассматривать процесс формирования привычки с момента первого исполнения действия, то поначалу человек лишь совершенствует само исполнение. В силу того, что сбой в исполнении приковывает к себе внимание и исключает автоматическое выполнение. По мере улучшения навыка и появления случаев безупречного исполнения сознание активней пробует переводить действие в автоматический режим. Чем чаще действие проходит без единого сбоя, тем чаще предпринимаются попытки бессознательного выполнения. Таким образом, два процесса – совершенствование исполнения и автоматизация исполнения – протекают параллельно, но второй начинается с запаздыванием относительно первого. В свою очередь, важность действия будет положительно влиять на совершенствование его исполнения и отрицательно на его автоматизацию.
18 Сложность условий исполнения. Серьезную трудность представляет собой отбор значимых для формирования привычки сигналов. Очевидно, что в невырожденной модельной среде (а тем более в реалистичной) будут присутствовать нейтральные сигналы, напрямую не влияющие на формирование привычки, но зашумляющие процесс анализа. Мозг подсознательно отсеивает подобные сигналы, но компьютерный алгоритм требует явно прописать, как это происходит. Это серьезно затрудняет моделирование, ведь в отличие от лабораторных опытов, когда экспериментатор подбирает для сигнала очень четкий и простой стимул (например, определенный звук, цвет и т.п.), в реальных условиях таким сигналом может стать практически, что угодно: люди, время суток, местоположение, наличие материальных объектов, предыдущие действия и т.д.
19 По всей видимости, сложность среды и условий исполнения действия влияет на скорость формирования привычки тоже двояко. С одной стороны, трудности с поиском и выделением из среды адекватных сигналов должны замедлять образование привычки. С другой стороны, обилие трудностей увеличивает экономию мыслительных ресурсов при переходе на автоматизированное исполнение, а это, в свою очередь, уже повышает скорость возникновения привычки.
20 Если посмотреть на задачу моделирования формально, то можно увидеть общее в универсальности сигнала и в универсальности концепции класса (в объектно-ориентированном программировании). Последняя постулирует возможность создания классов любых абстрактных понятий, физических объектов, отдельных свойств, действий, людей, мыслительных процессов, что дает способ обуславливать привычку практически чем угодно. Гораздо большую трудность представляют собой ситуации, когда сигналом служит ансамбль объектов определенной конфигурации. Например, мелодия (состоящая из звуков) или участок улицы (с его домами, вывесками, столбами, машинами и пр.). Тогда необходимо выявлять значимые комбинации объектов. При этом очевидно, что простой перебор комбинаций окажется запретительно затратным решением для любого окружения с большим числом объектов. А к такому окружению относятся все реалистичные среды.
21

Уточненный алгоритм формирования привычки

В свете сказанного выше уточненный алгоритм принимает следующий вид. Считаем правильным оставаться в рамках дискретного (качественного) подхода. К трем необходимым условиям, которые должны неизменно соблюдаться на протяжении всего процесса формирования привычки:
22
  • результат действия должен быть желателен выполняющему его человеку,
  • выполнение действия должно приводить к ожидаемому результату,
  • ключевые обстоятельства выполнения действия должны быть неизменны,
23 добавляется еще одно - цель выполнения действия должна быть неизменна. Деление процесса формирования привычки на три стадии сохраняется.
24 На первой стадии происходит знакомство человека с действием. Алгоритм допускает действие, которое прежде никогда не выполнялось. Первая стадия завершается, когда действие впервые выполнено успешно. Предполагается, что тем самым человек осознает требования для получения желательного результата. На этой стадии запускается процесс совершенствования исполнения, о котором речь шла выше.
25 На второй стадии происходит оттачивание выполнения действия, и завершается она, когда действие впервые исполняется без малейшего сбоя. Тем самым предполагается, что человек достиг достаточно высокого мастерства в выполнении действия, и таким образом выполнено важное условие для полного отключения внимания от исполнения данного действия и перевода его в автономный режим. Можно считать, что на втором этапе процесс совершенствования исполнения доводится до уровня (не обязательно максимального), допускающего успешные попытки выполнения действия без участия сознания. На этой стадии начинается выделение значимых для формирования привычки стимулов из всех доступных стимулов.
26 На третьей стадии идет работа над автоматическим выполнением действия, и завершается она, когда в первый раз действие успешно выполняется без участия сознания. На этой стадии запускается процесс совершенствования автоматизации, для чего используется предварительная оценка результата действия. При этом для полноты к процессу формирования привычки стоит добавить еще два процесса, которые вместе образуют три этапа развития привычки:
27
  1. Формирование привычки (который состоит из трех описанных выше стадий). Технически: в конце этого этапа привычка создается как экземпляр класса в модели.
  2. Закрепление привычки. Начиная с данного этапа, привычка уже не может отмереть сама собой: если исчезнут стимулы, привычка сохранится в ослабленном виде до тех пор, пока стимулы не вернутся. Однако привычку может вытеснить другая привычка, или она может быть подавлена сознательными усилиями. На этом этапе привычка набирает силу, т.е. растет доля случаев, когда действие выполняется по привычке. Возможно, что это реализуется при помощи механизма повторения выбора, повышающего вероятность выбора недавнего действия (например, Miller, Shenhav, Ludvig, 2019, р. 10). На этом же этапе начинается оценка экономии от применения привычки.
  3. Поддержание привычки. На третьем этапе доля случаев, когда действие выполняется по привычке, стабильно. Хотя вряд ли это будет 100%, поскольку в определенных ситуациях мозг будет принудительно забирать контроль над действием.
28

Заключение

Опубликованный нами ранее компьютерный алгоритм формирования привычки по некотором размышлении обнаружил ряд упущений. В частности, он не учитывал влияния цели действия, экономии мыслительных ресурсов при переходе от осознанного выполнения к привычному, предварительной оценки результата действия, важности действия. Вследствие этого потребовалось пересмотреть исходный алгоритм, переработав все его стадии (уточнив одни и полностью изменив другие) и добавив новые этапы. Устранение некоторых упущений, по всей видимости, будет отложено из-за сложности реализации, которая делает изменение нецелесообразным на ранних этапах разработки. При этом нет сомнения в необходимости анализа слабых мест алгоритма для их проработки в будущем.

References

1. Istratov V.A. (2019a). Kontseptsii privychki v ehkonomicheskoj teorii i ikh prigodnost' dlya algoritmizatsii // Zhurnal Novoj ehkonomicheskoj assotsiatsii. 2019, T. 41, № 1.

2. Istratov V.A. (2019b). Razrabotka komp'yuternogo algoritma formirovaniya privychki // Iskusstvennye obschestva. 2019, T. 14, № 4. URL: https://artsoc.jes.su/s207751800007579-5-1/

3. Istratov V.A. (2020). Formalizatsiya opisaniya privychki: obzor podkhodov // Ehkonomika i matematicheskie metody. 2020, T. 56, № 1.

4. Aarts H., Dijksterhuis A. (2000). Habits as Knowledge Structures: Automaticity in Goal-Directed Behavior // Journal of Personality and Social Psychology. 2020, Vol. 78, No. 1.

5. Dickinson A. (1985). Actions and Habits: The Development of Behavioural Autonomy // Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B, Biological Sciences. 308. P. 67–78.

6. Haith A.M, Krakauer J.W. (2018). The Multiple Effects of Practice: Skill, Habit and Reduced Cognitive Load // Current Opinion in Behavioral Sciences. 2018, No. 20.

7. Miller K.J., Shenhav A., Ludvig E.A. (2019). Habits without Values // Psychological Review. 2020, Vol. 126. No. 2.

8. Yin H.H., Knowlton B.J. (2006). The Role of the Basal Ganglia in Habit Formation // Nature Reviews Neuroscience. 2006, Vol. 7, No. 6.