🐦 О суперстимулах и прокси-метриках

🌟 В поведенческой биологии есть известная идея “суперстимулов” (или “сверхнормальных” стимулов, supernatural stimulus) [1]: когда чрезмерно усиленный сигнал вызывает ответную реакцию у животного с игнорированием “нормальных” уровней стимула. Наблюдается в паразитном поведении (например, более крупное яйцо кукушки будет высиживаться и опекаться более пристально), воспроизводится экспериментами (например, имитация увеличенных маркеров у птиц-родителей/птенцов заставляет выбирать “пустышку” вместо реального птенца/родителя при кормлении). Более того, большие и яркие изображения в рекламе тоже считаются суперстимулами [2]. Интересным кажется, прослеживаемая связь с другими концепциями.

👀 Во-первых, поведенческий механизм (innate releasing mechanism, IRM) в целом ориентирован на регуляцию одной целевой функции (например, ухода за потомством), но реализуется через восприятие “упрощенных” признаков с высокой корреляцией в наблюдаемом диапазоне (выход за диапазон и является суперстимулом). В этой ситуации можно говорить о наблюдателе пониженной размерности (наблюдателе Люенбергера), воплощенном в IRM и подверженном атаке на наблюдателя состояния (spoofing/false-data-injection).

🎯 Во-вторых, в силу сложности наблюдения полного состояния, в системе проводится оценка “прокси-метрики”, что ведет за собой множество известных проблем, связанных с рассогласованием цели регулирования и прокси-метрики (proxy–target decoupling). А если посмотреть из других областей, то с этим же связаны reward hacking в обучении с подкреплением и закон Гудхарта (“когда мера становится целью, она перестает быть хорошей мерой”) в экономике и управлении.

🇷🇺 В-третьих, идея перекликается с понятием доминанты в физиологии (по А.А. Ухтомскому [3]) как устойчивой структуры возбудимых центров, связанных с определенной текущей деятельностью организма. При этом дополнительные стимулы не переключают (инертность), а усиливают текущую деятельность (ассимилируют вход), а доминанта способствует подавлению переключения (сопряженное торможение).

На рисунке - птица выбирает для насиживания несоразмерно большой “макет яйца”, игнорируя настоящие яйца - свои и чужие (из книги [4] Нико Тинбергена, этолога, лауреата Нобелевской премии, который ввел понятие “суперстимула”).

Ссылки
[1] Supernormal stimulus
[2] Как работают суперстимулы?
[3] Учение о доминанте
[4] Мир серебристой чайки