Calculatorul folosește semnale cerebrale umane pentru a modela percepția vizuală

Într-un proiect fără precedent, cercetătorii de la Universitatea din Helsinki au demonstrat o nouă tehnică prin care un calculator monitorizează semnalele cerebrale umane pentru a modela percepția vizuală. Cu alte cuvinte, calculatorul încearcă să recrieze ceea ce un om gândește în mintea lui. Această tehnică nou dezvoltată permite calculatorului să producă informații și imagini complet noi care nu au apărut niciodată înainte.

Noua studiu a fost publicat în luna septembrie în revista Raporturi științifice , care este o revistă online cu acces liber, care acoperă multiple discipline.

Cercetătorii au bazat tehnica pe o interfață nouă de calculator-creier, care în mod tradițional este capabilă doar de comunicare unilaterală de la creier la calculator. Acest lucru rezultă, de exemplu, în scrierea de litere sau deplasarea unui cursor.

Lucrarea a fost prima care a demonstrat atât prezentarea informațiilor de către calculator, cât și modelarea semnalelor cerebrale în același timp, prin utilizarea metodelor de inteligență artificială (IA). Răspunsurile creierului uman și o rețea neuronală generativă au interacționat și au generat imagini care reprezentau caracteristicile vizuale ale celor pe care participanții se concentrau.

Modelarea generativă neuroadaptivă

Metoda se numește modelare generativă neuroadaptivă, iar eficacitatea sa a fost testată cu 31 de participanți. Acești participanți au fost arătați sute de imagini generate de IA, reprezentând o gamă diversă de oameni, iar EEG-ul lor a fost înregistrat în timp ce vizionau imaginile.

Participanților li s-a spus să se concentreze pe anumite caracteristici ale imaginilor, cum ar fi fețe distincte și expresii. Apoi, li s-a prezentat rapid o serie de imagini cu fețe, în timp ce EEG-urile au fost transmise către o rețea neuronală. Această rețea neuronală a inferat apoi dacă o imagine a fost detectată de creier ca fiind în concordanță cu ceea ce se concentrau participanții.

Utilizând aceste date, rețeaua neuronală a putut face o estimare cu privire la tipul de fețe pe care oamenii le gândeau, iar imaginile generate de calculator au fost evaluate de participanți. Rezultatele au demonstrat că imaginile au corespuns aproape perfect cu ceea ce se concentrau participanții, iar rata de acuratețe a experimentului a fost de 83%.

Tuukka Ruotsalo este cercetător al Academiei Finlandeze de Cercetare la Universitatea din Helsinki, Finlanda, precum și profesor asociat la Universitatea din Copenhaga, Danemarca.

“Tehnica combină răspunsurile naturale ale omului cu capacitatea calculatorului de a crea informații noi. În experiment, participanților li s-a cerut doar să privească imaginile generate de calculator. Calculatorul, la rândul său, a modelat imaginile afișate și reacția umană față de imaginile respective, utilizând răspunsurile creierului uman. Din acest lucru, calculatorul poate crea o imagine complet nouă care corespunde intenției utilizatorului”, spune Ruotsalo.

Alte beneficii potențiale

Pe lângă generarea de imagini ale feței umane, această nouă studiu a demonstrat cum calculatoarele pot spori creativitatea umană.

“Dacă doriți să desenați sau să ilustrați ceva, dar nu sunteți în măsură să o faceți, calculatorul vă poate ajuta să atingeți obiectivul. El poate doar să observe focalizarea atenției și să prevadă ce doriți să creați”, spune Ruotsalo. Cu toate acestea, cercetătorii cred că tehnica poate fi utilizată pentru a obține o înțelegere a percepției și a proceselor subiacente din mintea noastră.

“Tehnica nu recunoaște gânduri, ci răspunde asocierilor pe care le avem cu categoriile mentale. Astfel, deși nu putem afla identitatea unei “persoane în vârstă” pe care un participant o gândește, putem obține o înțelegere a ceea ce asociază cu vârsta înaintată. De aceea, credem că poate oferi o nouă modalitate de a obține insight în procese sociale, cognitive și emoționale”, spune cercetătorul senior Michiel Spapé.

Spapé mai crede că aceste rezultate ar putea fi utilizate în psihologie.

“Ideea unei persoane despre o persoană în vârstă poate fi foarte diferită de a altcuiva. În prezent, descoperim dacă tehnica noastră poate expune asocieri inconștiente, de exemplu, verificând dacă calculatorul reprezintă întotdeauna oamenii în vârstă ca, să zicem, bărbați zâmbitori.”