Искусственный интеллект, точно смоделированный на основе человеческого мозга, позволяет по-новому взглянуть на то, как наш мозг обрабатывает движущиеся изображения, и объясняет некоторые запутанные оптические иллюзии. Используя накопленные за десятилетия данные исследований восприятия движения, исследователи обучили искусственную нейронную сеть оценивать скорость и направление последовательностей изображений.
Motion Net
Новая система, получившая название MotionNet, разработана так, чтобы точно соответствовать структурам обработки движения внутри человеческого мозга. Это позволило исследователям изучить особенности обработки изображений, которые невозможно измерить напрямую в головном мозге.
Исследование, опубликованное в Journal of Vision, использует искусственную систему для описания того, как информация о пространстве и времени объединяется в нашем мозге, чтобы произвести наше правильное или неправильное восприятие движущихся изображений.
Мозг легко обмануть. Например, если в левой части экрана есть черное пятно, которое исчезает, а затем черное пятно появляется справа, мы «увидим» пятно, движущееся слева направо. Это называется движением фи. Но если пятно, которое появляется справа, является белым на темном фоне, мы «видим» пятно, движущееся справа налево. Это называется движением обратного фи.
Исследователи воспроизвели движение обратного фи в системе MotionNet и обнаружили, что она допускает те же ошибки в восприятии, что и человеческий мозг. Но теперь ученые могли внимательно изучить искусственную систему, чтобы понять, почему это происходит. Они обнаружили, что нейроны «настроены» на направление движения, а в MotionNet обратное фи запускало нейроны, настроенные в направлении, противоположном фактическому движению.
Система Motion Net позволила узнать много нового
Искусственная система также выявила новую информацию об этой распространенной иллюзии и об особенностях нашего зрения. Как оказалось, скорость обратного движения фи зависит от того, насколько далеко друг от друга расположены точки. Похоже, что точки, «движущиеся» с постоянной скоростью, движутся быстрее, если они расположены на небольшом расстоянии друг от друга, и медленнее, если они расположены на большом расстоянии друг от друга.
"Мы знали о движении обратного фи в течение долгого времени, но новая модель дала совершенно новое представление о том, как мы это переживаем", - сказал доктор Рубен Ридо, специалист факультета психологии Кембриджского университета и первый автор исследования.
Заключение
Люди достаточно хорошо умеют определять скорость и направление движущегося объекта, просто глядя на него. Благодаря этому мы можем поймать мяч, оценить глубину или решить, безопасно ли переходить дорогу. Мы делаем это, преобразовывая изменяющиеся образцы света в восприятие движения, но многие аспекты того, как это происходит, до сих пор неизвестны.
