M.Eng. Shanshan Zhang puolustaa väitöskirjaansa "Understanding Uncertainty in Mental Inference with Bayesian Computational Rationality" perjantaina 24.4.2026 klo 12 Helsingin yliopiston Exactum-rakennuksen auditoriossa CK112 (Pietari Kalmin katu 5, pohjakerros). Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Antti Knutas (LUT-yliopisto) ja kustoksena professori Antti Honkela (Helsingin yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään englanniksi.
Shanshan Zhangin väitöskirjatyö on osa Helsingin yliopiston tietojenkäsittelytieteen osastolla ja Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunnassa tehtävää tutkimusta. Väitöskirjan ohjaajana on toiminut apulaisprofessori Jussi P. P. Jokinen (Jyväskylän yliopisto).
Epävarmuuden ymmärtäminen mentaalisessa päättelyssä bayesilaisen laskennallisen rationaalisuuden avulla
Tehokas ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus (HCI) toteutuu, kun älykkäät agentit kykenevät ymmärtämään ihmisten mentaalisia tiloja. Mentalisaatio – ihmisen kyky päätellä toisten mentaalisia tiloja heidän käyttäytymisestään – on keskeinen kognitiivinen kyky. Tämän prosessin mallintaminen tarjoaa lupaavan viitekehyksen, jonka avulla älykkäät agentit voivat saavuttaa ihmisen kaltaisen ymmärryksen laskennallisen rationaalisuuden lähestymistavalla, jossa ihmisen käyttäytyminen selitetään odotetun hyödyn maksimointina fyysisten ja kognitiivisten rajoitteiden alaisena. Vaikka viimeaikaiset tutkimukset tukevat mentalisaation rationaalista perustaa, mentaalisen päättelyn sisäisen epävarmuuden sekä sen tulevaisuuden ennustamiseen ja päätöksentekoon liittyvien vaikutusten eksplisiittinen tarkastelu on edelleen vähäistä.
Tässä väitöskirjassa hyödynnämme aiempaa kirjallisuutta soveltamalla bayesilaista päättelyä ennakkotiedon ja havaitun käyttäytymisen yhdistämiseen todennäköisyyspohjaisessa mentaalisten tilojen päättelyssä. Lisäksi tutkimme, kuinka tämä päättely mukautuu uusiin ympäristöihin arvioidakseen tulevan käyttäytymisen todennäköisyyttä ja ohjatakseen yhteistyöhön perustuvaa päätöksentekoa.
Ensimmäisessä tutkimuksessa tarkasteltiin mallin kykyä suorittaa ihmisen kaltaista päättelyä ja arvioida epävarmuutta yhdistämällä useita havaintoja ajan kuluessa. Tulokset osoittavat mallin kyvyn päivittää jatkuvasti päättelyään epävarmuusarvioiden avulla. Toisessa tutkimuksessa tutkittiin ihmisten kykyä tehdä todennäköisyyspohjaisia ennusteita tulevasta käyttäytymisestä muiden mentaalisten tilojen yhteispäättelyn avulla. Analyysiä laajennettiin tarkastelemalla, kuinka epävarmuutta voidaan vähentää, kun useita havaintoja esitetään eri muodoissa. Tulokset vahvistavat sekä mallin että ihmisten kyvyn todennäköisyyspohjaiseen tulevaisuuden ennustamiseen ja osoittavat, että havaintojen esitystapa voi joissakin tapauksissa vaikuttaa ennusteisiin.
Kolmannessa tutkimuksessa käsiteltiin päätöksenteko-ongelmaa tarkastelemalla, kuinka mentalisaatiossa esiintyvä monilähteinen epävarmuus vaikuttaa yhteistyöhön perustuviin päätöksiin. Tulokset tukevat oletustamme, että epävarma päättely johtaa vähemmän riskialttiisiin valintoihin riippumatta epävarmuuden lähteestä. Neljännessä tutkimuksessa mentaalinen päättely laajennettiin osittain havaittavaan ympäristöön, jossa havaittu käyttäytyminen sisälsi sekä tutkivia että hyödyntäviä toimia. Tulokset vahvistavat, että malli toisti ihmisen kaltaisen yhteispäättelyn useiden mentaalisten tilojen osalta sekä ympäristön ennakkotiedon kanssa että ilman sitä.
Tämä väitöskirja edistää laskennallisia kuvauksia epävarmuuden alaisesta mentalisaatiosta tarjoten teoreettisen perustan mentaalisen päättelyn mallintamiselle. Se tarkastelee epävarmaa mentalisaatiota erilaisissa tilanteissa korostaen paitsi itse päättelyprosessia myös sen laajempaa vaikutusta sosiaaliseen vuorovaikutukseen.
Väitöskirjan saatavuus
Väitöskirjan elektroninen versio tulee olemaan saatavilla Helsingin yliopiston avoimessa julkaisuarkistossa Heldassa osoitteessa
Painettuja väitöskirjoja voi tiedustella väittelijältä itseltään: