Optilised illusioonid võivad aidata meil luua uue põlvkonna tehisintellekti

Vaatate musta ringi pilti ringikujuliste punktide ruudustikus. See meenutab auku, mis on põletatud valgesse võrkmaterjali tükki, kuigi tegelikult on see tasane, liikumatu kujutis ekraanil või paberil. Kuid teie aju ei saa sellest niimoodi aru. Nagu mõni madal hallutsinatsioonikogemus, komistab teie mõistus välja; tajudes staatilist pilti kui musta tunneli suu, mis liigub sinu poole.

Reageerides toime tõepärasusele, hakkab keha alateadlikult reageerima: silma pupillid laienevad, et lasta. rohkem valgust, täpselt nii, nagu nad kohaneksid, kui oleksite peagi pimedusse sukeldumas, et tagada parim võimalik nägemus.

Kõnealuse efekti lõi Akiyoshi Kitaoka, Jaapanis Kobes asuva Ritsumeikani ülikooli psühholoog. See on üks kümnetest optilistest illusioonidest, mille ta on pika karjääri jooksul loonud. ("Mulle meeldivad nad kõik," ütles ta, vastates Digital Trendi küsimusele, kas tal on lemmik.)

See uus illusioon oli hiljuti avaldatud uurimistöö objektiks ajakirjas Frontiers in Human Neuroscience. Kuigi töö keskendub kindlalt inimese füsioloogilistele reaktsioonidele uudsele mõjule (mida kogeb umbes 86 protsenti meist), üldisel teemal võib olla ka palju tähtsust masinintelligentsi tuleviku osas – nagu üks uurijatest soovis Digitalile selgitada. Trendid.

Evolutsiooniline serv

Midagi on teie ajuga valesti. Vähemalt on see üks lihtne järeldus, mille saab teha sellest, kuidas inimaju optilisi illusioone tajub. Mis muu seletus on kahemõõtmelisele staatilisele kujutisele, mida aju tajub millegi täiesti erinevana? Pikka aega arvas peavoolupsühholoogia täpselt seda.

"Alguses arvasid inimesed: "Olgu, meie aju pole täiuslik... See ei saa alati õigesti aru." See on ebaõnnestumine, eks?" ütles Bruno Laeng, Oslo ülikooli psühholoogiaosakonna professor ja eelnimetatud uuringu esimene autor. "Sel juhul olid illusioonid huvitavad, sest need paljastasid masinavärgi mingisuguse ebatäiuslikkuse."

Psühholoogid ei vaata neid enam nii. Sellised uuringud näitavad, kuidas visuaalne süsteem ei ole lihtsalt lihtne kaamera. Optiline illusioon "Illusoorne laienev auk" teeb selgeks, et silm kohandub pigem tajutava, isegi kujutletava valguse ja pimedusega, mitte füüsilise energiaga.

Kõige olulisem on see, et see näitab, et me ei jäädvusta maailma lihtsalt oma visuaalsete süsteemidega, vaid selle asemel viige läbi pidev hulk teaduslikke katseid, et saada kerget evolutsiooni eelis. Eesmärk on analüüsida meile esitatud andmeid ja püüda probleemidega ennetavalt tegeleda, enne kui need muutuvad probleemideks.

"Ajul pole võimalust teada, mis seal [tõeliselt] toimub," ütles Laeng. "See, mida see teeb, on virtuaalse reaalsuse loomine sellest, mis seal võiks olla. On natuke oletamist. Selles suhtes võib ajust pidada omamoodi tõenäosuslikuks masinaks. Võite seda nimetada a Bayesi soovi korral masin. Ta kasutab mõnda eelnevat hüpoteesi ja proovib seda kogu aeg testida, et näha, kas see töötab.

Laeng toob näite, kuidas meie silmad teevad kohandusi, tuginedes vaid päikesevalguse muljele: isegi siis, kui seda nähakse läbi pilvekatte või lehtede võrastiku. Igaks juhuks.

"Evolutsioonis pole oluline mitte see, et see on tõsi [sel hetkel], vaid see on tõenäoline," jätkas ta. "Pupilli ahendades kohaneb teie keha juba olukorraga, mis tõenäoliselt juhtub lühikese aja jooksul. Mis juhtub [kui päike järsku välja tuleb], on see, et olete pimestatud. Pimestatud tähendab ajutiselt töövõimetut. Sellel on tohutud tagajärjed olenemata sellest, kas olete saakloom või kiskja. Konkreetses olukorras kaotate murdosa sekundist ja te ei pruugi ellu jääda."

Ka meie visuaalsed süsteemid ei pea arvama ainult valgust ja pimedust. Mõelge tennisemängule, kus pall liigub suurel kiirusel. Kui me lähtuksime oma käitumises täielikult sellest, mida visuaalne süsteem igal ajahetkel vastu võtab, jääksime reaalsusest maha ega suudaks palli tagasi tuua. "Me suudame tajuda olevikku, kuigi oleme tõesti minevikku kinni jäänud," ütles Laeng. "Ainus viis seda teha on tulevikku ennustada. See kõlab natuke nagu sõnamäng, kuid lühidalt see ongi.

Masinanägemine läheb paremaks

Mis on sellel pistmist arvutinägemisega? Potentsiaalselt kõike. Näiteks selleks, et robot saaks reaalses maailmas tõhusalt toimida, peab ta suutma selliseid muudatusi lennult teha. Arvutitel on eelis, kui rääkida nende võimest teha ülikiireid arvutusi. Mida neil pole, on nende poolel miljonite aastate pikkune evolutsioon.

Viimastel aastatel on masinnägemine sellest hoolimata teinud tohutuid edusamme. Nad suudavad reaalajas videovoogudes tuvastada nägusid või kõnnakuid – potentsiaalselt isegi suurte inimeste hulgas. Sarnased kujutiste klassifikatsiooni- ja tehnilised tööriistad võivad tuvastada ka teiste objektide olemasolu objektide segmenteerimise läbimurded võimaldavad paremini mõista erinevate sisu stseenid. Märkimisväärseid edusamme on tehtud ka 2D-stseenidest 3D-piltide ekstrapoleerimisel, mis võimaldab masinatel stseenidest kolmemõõtmelist teavet, näiteks sügavust, "lugeda". See viib kaasaegse arvutinägemise inimese pilditajule lähemale.

Siiski valitseb endiselt lõhe parimate masinnägemisalgoritmide ja nägemispõhiste võimaluste vahel, mida valdav enamus inimesi suudab juba noorest east peale kasutada. Kuigi me ei saa täpselt sõnastada, kuidas me neid visioonipõhiseid ülesandeid täidame (tsiteerides Ungari-Briti polümaat Michael Polanyit, "me võime teada rohkem, kui oskame öelda”), suudame sellegipoolest täita muljetavaldava hulga ülesandeid, mis võimaldavad meil kasutada oma nägemist mitmesuguseid nutikaid viise.

Masinnägemise Turingi test

Kui teadlased ja insenerid loodavad luua arvutinägemissüsteeme, mis töötavad vähemalt visuaalsega samaväärselt märgvaraaju töötlemisoskused, optilisi illusioone mõistvate algoritmide loomine pole halb algus punkt. Vähemalt võib see osutuda heaks viisiks mõõta, kui hästi masinnägemissüsteemid meie enda aju jaoks toimivad. See ei pruugi olla vastus müütilisele küsimusele Üldine tehisintellekt, kuid see võib olla võti General Visioni avamiseks.

"Kui keegi arendaks ühel päeval kunstliku visuaalse süsteemi, mis teeb samu illusoorseid tajuvigu kui me seda teeme, siis teaksite praegu, et nad [saavutavad] hea simulatsiooni meie aju toimimise kohta," Laeng ütles. "See oleks omamoodi Turingi test. Kui teil on tehisvõrk, mis on petetud illusioonidest nagu meiegi, siis [oleksime] väga lähedal aju enda aluseks oleva arvutuse mõistmisele.

Yi-Zhe laul, Ühendkuningriigi Surrey ülikooli nägemis- ja signaalitöötluskeskuse arvutinägemise ja masinõppe lugeja, nõustub hüpoteesiga. "Nägemisalgoritmide küsimine optilisi illusioone üldise teemana mõista on kogukonna jaoks väga väärtuslik," ütles ta Digital Trendsile. "See läheb kaugemale praegusest kogukonna fookusest, milleks on masinate [äratundmine] palumine, lükates ümbriku veelgi kaugemale [ja] paludes masinatel arutleda. See tõuge [oleks] märkimisväärne samm edasi "üldise visiooni" suunas, kus tuleb arvesse võtta visuaalsete mõistete subjektiivseid tõlgendusi.

Kasutage oma illusiooni

Praeguseks on selle eesmärgi saavutamiseks tehtud piiratud uuringuid, kuigi see on suhteliselt varajases staadiumis. Nasim Nematzadeh, teadlane, kellel on Ph.D. tehisintellekti ja robootika-madala nägemise mudelites on üks inimene, kellel on avaldas sellel teemal tööd.

"Usume, et lihtsate Gaussi-laadsete mudelite rolli edasine uurimine võrkkesta madala taseme töötlemisel ja Gaussi kernel varases staadiumis [sügav neuraalne võrgud] ja selle ennustus taju illusiooni kadumise kohta viivad täpsemate arvutinägemistehnikate ja -mudeliteni,“ ütles Nematzadeh väljaandele Digital Trends. "[See võib] aidata kaasa sügavuse ja liikumise töötlemise kõrgema taseme mudelitele ning üldistada loomulike piltide arvuti mõistmisele."

Max Williams, tehisintellekti teadlane, kes aitas koostada andmete kogumit tuhandeid optilise illusiooni pilte arvutinägemissüsteemide jaoks esitab üldise nägemise ja optiliste illusioonide vahelise seose kõige lakoonilisemalt: „Illusioonid eksisteerivad, sest meie silmad ja aju teevad segast ja ad hoc protsess, et eraldada visuaalne stseen muidu arusaamatust valgusväljast, mille on loonud füüsiline maailm, millest oleme peaaegu täielikult eraldatud," rääkisid nad Digitalile. Trendid. "Ma arvan, et visuaalset süsteemi ei ole võimalik muuta piisavalt väljendusrikkaks, et seda pidada "tajuks", mis on samuti vaba illusioonidest."

Üldise visiooni saavutamine

Selguse huvides võib öelda, et tehisintellekti inimtasandi (või parema) üldise visiooni saavutamine ei tähenda lihtsalt nende koolitamist standardseid optilisi illusioone ära tundma. Ükski hüperspetsiifiline võime, näiteks dekodeerida Magic Eye illusioone 99,9% täpsusega 0,001 sekundiga, ei asenda miljoneid aastaid kestnud inimarengut.

(Huvitaval kombel on masinnägemisel juba oma optiliste illusioonide versioon võistlevate mudelite kujul, mis võib neid eksitada – nagu ühes murettekitavas illustratsioonis – 3D-prinditud mängukilpkonn vintpüssi jaoks. Kuid need ei anna samasugust evolutsioonilist kasu kui optilised illusioonid, mis inimestel töötavad.)

Sellegipoolest võib masinate panemine inimese optilisi illusioone mõistma ja neile nii, nagu meie teeme, olla väga kasulik uurimistöö.

Ja üks on kindel: kui General Vision AI on saavutatud, langeb see samasuguste optiliste illusioonide alla nagu meiegi. Vähemalt illusoorse laieneva augu puhul 86% meist.

Toimetajate soovitused

• Wix kasutab ChatGPT-d, mis aitab teil kiiresti terve veebisaidi luua
• OpenAI loob uue meeskonna, et peatada üliintelligentse tehisintellekti petmine
• Need geniaalsed ideed võivad aidata tehisintellekti natuke vähem kurja teha
• Google'i AI-kujutise tuvastamise tööriist tundub, et see võiks töötada
• AI võib värbamise pausi raames asendada IBMis umbes 7800 töökohta