Počítač používá signály lidského mozku k modelování vizuálního vnímání

V prvním svého druhu vědci z Helsinské univerzity předvedli novou techniku, kdy počítač monitoruje signály lidského mozku, aby modeloval vizuální vnímání. Jinými slovy, počítač se pokouší znovu vytvořit to, o čem člověk přemýšlí ve své hlavě. Tato nově vyvinutá technika má za následek, že počítač je schopen produkovat zcela nové informace a fiktivní obrazy, které se nikdy předtím neobjevily. 

Nová studie byla zveřejněna v září v Vědecké zprávy journal, což je online časopis s otevřeným přístupem pokrývající více oborů.

Vědci založili techniku ​​na novém rozhraní mozek-počítač, které je tradičně schopné pouze jednosměrné komunikace z mozku do počítače. To má za následek například hláskování písmen nebo přesun kurzoru. 

Práce byla první, která demonstrovala jak počítačovou prezentaci informací, tak mozkových signálů, které jsou modelovány současně, pomocí metod umělé inteligence (AI). Reakce lidského mozku a generativní neuronová síť se vzájemně ovlivňovaly a generovaly obrazy, které reprezentovaly vizuální charakteristiky toho, na co se účastníci zaměřovali.

Neuroadaptivní generativní modelování

Metoda se nazývá neuroadaptivní generativní modelování a její účinnost byla testována na 31 účastnících. Těmto účastníkům byly ukázány stovky snímků různého spektra lidí vytvořených umělou inteligencí a při prohlížení snímků bylo zaznamenáno EEG účastníků.

Účastníkům bylo řečeno, aby se zaměřili na určité rysy na snímcích, jako jsou odlišné tváře a výrazy. Poté jim byla rychle předložena série snímků obličejů, zatímco EEG byly přiváděny do neuronové sítě. Tato neuronová síť pak odvodila, zda byl obraz detekován mozkem jako odpovídající tomu, na co se účastníci zaměřovali.

Pomocí těchto dat byla neuronová síť schopna odhadnout, jaké tváře si lidé mysleli, a účastníci vyhodnotili počítačem generované snímky. Výsledky ukázaly, že snímky téměř dokonale odpovídaly tomu, na co se zaměřovaly, a míra přesnosti experimentu byla 83 %. 

Tuukka Ruotsalo je vědeckým pracovníkem Akademie Finska na Helsinské univerzitě ve Finsku a docentem na Kodaňské univerzitě v Dánsku.

„Tato technika kombinuje přirozené lidské reakce se schopností počítače vytvářet nové informace. V experimentu byli účastníci pouze požádáni, aby se podívali na počítačem generované obrázky. Počítač zase modeloval zobrazené obrázky a lidskou reakci na obrázky pomocí reakcí lidského mozku. Z toho může počítač vytvořit zcela nový obraz, který odpovídá záměru uživatele,“ říká Ruotsalo.

Další možné výhody

Kromě generování obrázků lidské tváře tato nová studie demonstrovala, jak mohou počítače rozšířit lidskou kreativitu.

„Pokud chcete něco nakreslit nebo ilustrovat, ale nejste schopni to udělat, počítač vám může pomoci dosáhnout vašeho cíle. Mohlo by to jen pozorovat zaměření pozornosti a předvídat, co byste chtěli vytvořit,“ říká Ruotsalo. Vědci se však domnívají, že tato technika může být použita k pochopení vnímání a základních procesů v naší mysli.

„Tato technika nerozpoznává myšlenky, ale spíše reaguje na asociace, které máme s mentálními kategoriemi. I když tedy nejsme schopni zjistit identitu konkrétního „starého člověka“, na kterého účastník myslel, můžeme porozumět tomu, co si spojuje se stářím. Věříme proto, že může poskytnout nový způsob, jak získat vhled do sociálních, kognitivních a emocionálních procesů,“ říká vedoucí výzkumník Michiel Spapé.

Spapé také věří, že tyto výsledky by mohly být využity v rámci psychologie.

„Představa jednoho člověka o starším člověku se může velmi lišit od představ druhého. V současné době zjišťujeme, zda naše technika může odhalit nevědomé asociace, například tím, že se podíváme, zda počítač vždy vykresluje staré lidi jako, řekněme, usměvavé muže.“