Computador Usa Sinais Cerebrais Humanos para Modelar Percepção Visual

Em um estudo inédito, pesquisadores da Universidade de Helsinque demonstraram uma nova técnica onde um computador monitora sinais cerebrais humanos para modelar percepção visual. Em outras palavras, o computador tenta recriar o que um humano está pensando em sua cabeça. Essa técnica recém-desenvolvida resulta no computador sendo capaz de produzir informações completamente novas e imagens fictícias que nunca haviam aparecido antes.

O novo estudo foi publicado em setembro na revista Scientific Reports , que é uma revista online de acesso aberto que cobre múltiplas disciplinas.

Os pesquisadores basearam a técnica em uma nova interface cerebral-computador, que tradicionalmente é capaz apenas de comunicação unidirecional do cérebro para o computador. Isso resulta, por exemplo, em letras sendo escritas ou um cursor sendo movido.

O trabalho foi o primeiro a demonstrar tanto a apresentação do computador da informação quanto os sinais cerebrais sendo modelados ao mesmo tempo por meio do uso de métodos de inteligência artificial (IA). As respostas cerebrais humanas e uma rede neural geradora interagiram e geraram imagens que representavam as características visuais do que os participantes estavam se concentrando.

Modelagem Geradora Neuroadaptativa

O método é chamado de modelagem geradora neuroadaptativa, e sua eficácia foi testada com 31 participantes. Esses participantes foram mostrados centenas de imagens geradas por IA de uma ampla gama de pessoas, e os EEGs dos participantes foram registrados enquanto viam as imagens.

Os participantes foram instruídos a se concentrar em certas características nas imagens, como faces e expressões distintas. Em seguida, foram apresentados rapidamente uma série de imagens de faces enquanto os EEGs eram alimentados em uma rede neural. Essa rede neural, por sua vez, inferiu se uma imagem era detectada pelo cérebro como correspondente ao que os participantes estavam se concentrando.

Usando esses dados, a rede neural foi capaz de fazer uma estimativa sobre que tipo de faces as pessoas estavam pensando, e as imagens geradas pelo computador foram avaliadas pelos participantes. Os resultados demonstraram que as imagens quase perfeitamente correspondiam ao que estavam se concentrando, e a taxa de precisão do experimento foi de 83%.

Tuukka Ruotsalo é um pesquisador da Academia de Finlândia na Universidade de Helsinque, Finlândia, bem como professor associado na Universidade de Copenhague, Dinamarca.

“A técnica combina respostas humanas naturais com a capacidade do computador de criar novas informações. No experimento, os participantes foram solicitados a apenas olhar para as imagens geradas pelo computador. O computador, por sua vez, modelou as imagens exibidas e a reação humana em relação às imagens usando respostas cerebrais humanas. A partir disso, o computador pode criar uma imagem completamente nova que corresponde à intenção do usuário”, diz Ruotsalo.

Outros Benefícios Potenciais

Além de gerar imagens do rosto humano, esse novo estudo demonstrou como os computadores podem aumentar a criatividade humana.

“Se você quiser desenhar ou ilustrar algo, mas não é capaz de fazê-lo, o computador pode ajudá-lo a alcançar seu objetivo. Ele pode apenas observar o foco de atenção e prever o que você gostaria de criar”, diz Ruotsalo. No entanto, os pesquisadores acreditam que a técnica pode ser usada para obter uma compreensão da percepção e dos processos subjacentes em nossa mente.

“A técnica não reconhece pensamentos, mas responde às associações que temos com categorias mentais. Portanto, embora não possamos descobrir a identidade de uma pessoa específica ‘idosa’ que um participante estava pensando, podemos obter uma compreensão do que eles associam à velhice. Portanto, acreditamos que possa fornecer uma nova forma de obter insights sobre processos sociais, cognitivos e emocionais”, diz o pesquisador sênior Michiel Spapé.

Spapé também acredita que esses resultados poderiam ser usados dentro da psicologia.

“A ideia de uma pessoa idosa pode ser muito diferente de outra. Estamos atualmente descobrindo se nossa técnica pode expor associações inconscientes, por exemplo, olhando se o computador sempre renderiza pessoas idosas como, digamos, homens sorridentes.”