Биологическое зрение существенно отличается от цифровой камеры. Мозг человека и приматов непрерывно перестраивает восприятие реальности на основе предшествующего опыта. Эту особенность наглядно иллюстрирует эффект последействия движения: если долго смотреть на движущийся объект, например, на водопад, а потом перевести взгляд на неподвижные скалы, они начинают смещаться в сторону противоположную движению, то есть поползут вверх.
Оптическая иллюзия выявила «слепое пятно» в системе компьютерного зрения
Исследователи из Йоркского университета обнаружили фундаментальный разрыв между тем, как воспринимают оптические иллюзии человек и нейросети. Выяснилось, что системы компьютерного зрения иллюзий не видят, и это приводит с потерям в обработке динамических изображений. Человеческий мозг учитывает предшествующий визуальный контекст, тогда как ИИ полагается лишь на статическую сетку пикселей.
Перекрывающиеся сегменты черной дуги, образуют кажущуюся спираль, но на самом деле дуги представляют собой серию концентрических окружностей. Википедия
Как иллюзии помогают изучать мозг. Оптические иллюзии долгое время считались простыми забавами или ошибками восприятия, но в современной нейробиологии они служат важнейшим инструментом исследований. С помощью зрительных искажений ученые буквально тестируют границы алгоритмов мозга. Если физический сигнал на сетчатке остается неизменным, но субъект видит сдвиг или движение, это позволяет выделить в чистом виде работу внутренних нейронных вычислений.
Водопад. Если долго смотреть на падающую вниз воды, а потом перевести взгляд на неподвижные скалы, они поползут вверх.
Нейрофизиологи рассматривают подобные ошибки не как сбой, а как признак эффективных и энергосберегающих вычислений. Чтобы выяснить, способны ли нейросети учитывать такие иллюзии, ученые провели серию экспериментов с участием людей, макак и популярных моделей ИИ. Анализ нейронной активности нижней височной коры показал, что реакция клеток мозга полностью подтверждает восприятие иллюзий человеком или макакой. Мозг буквально смещает внутренние координаты неподвижного объекта. Работа опубликована в журнале Current Biology.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Полосатый столб. Когда столб начинается вращаться кажется, что полоса ползет вверх. Наше зрение не просто фиксирует сырые физические координаты, а на основе локальных сигналов и контекста достраивает единое осознанное восприятие направления. Вращающийся столб считывается глазом как сплошное движение вверх, а не вокруг оси.
Отсутствие иллюзий и реальные риски
Современные нейронные сети отлично распознают объекты на статических изображениях, но они совершенно не реагируют на эффекты адаптации во времени. В идентичном тесте ИИ остался жестко привязан к объективным физическим пикселям и не показал иллюзию смещения.
Новое направление, получившее название NeuroAI, стремится преодолеть этот разрыв. По мнению авторов работы, создание беспилотных автомобилей и медицинских роботов требует от алгоритмов не просто высокой точности, но и понимания того, как видит мир человек. Расхождение в восприятии пространства между машиной и оператором может привести к опасным ошибкам в критических ситуациях.
Кохитидж Кар, соавтор исследования, профессор Йоркского университета отмечает: «Современные системы искусственного интеллекта впечатляют, но они не всегда видят мир так, как его видим мы. Используя продуманные эксперименты для выявления вычислительных механизмов, используемых биологическим зрением и пока отсутствующих у ИИ, мы сможем создать более совершенные системы, аналогичные человеческому мозгу».
Загружаем