Kasvojen tunnistaminen on välttämätöntä, jotta voimme toimia vuorovaikutuksessa monimutkaisissa yhteiskunnissa, ja uskotaan usein olevan kyky, joka vaatii suuren ihmisen aivojen hienostuneisuutta.

Mutta uusia todisteita, jotka julkaistiin vuonna 2007 Psykologian rajat osoittaa, että hyönteiset, kuten mehiläinen (Apis mellifera) ja Euroopan ampiainen (Vespula vulgaris) käyttää ihmisten kaltaisia ​​visuaalisia käsittelymekanismeja ”, mikä mahdollistaa luotettavan kasvojen tunnistamisen.

Tästä huolimatta hyönteisten aivojen pieni koko. Ne sisältävät vähemmän kuin miljoona aivosolua verrattuna 86,000 miljoonaan, jotka muodostavat ihmisen aivot.

Aivojen koon ymmärtäminen mahdollistaa monimutkaisten tehtävien tehokkaan ratkaisemisen varmasti mielenkiintoinen, mutta sillä on myös käytännön vaikutuksia. Sen avulla voimme ymmärtää, kuinka suuret aivot ovat kehittyneet, ja miten ajatella keinotekoisen älykkyyden suunnittelua, joka voisi peilata biologisten aivojen tehokkuutta.

Vaivaton mutta monimutkainen

Meillä on todella hyvä tunnistaa tutut kasvot. Ajattele tilannetta tavata ystäväsi rautatieasemalla, jossa on satoja ihmisiä, jotka kaikki liikkuvat eri suuntiin. Yhtäkkiä vilkaisu tuttuun kasvoon etäisyydellä tarkoittaa, että olemme löytäneet oikean henkilön.

Tämä näyttää vaivattomalta, mutta AI-ratkaisut vaikeuttavat usein kasvojen tunnistamista monimutkaisissa tilanteissa.

Kokemuksemme kasvojen tunnistamisessa perustuu pitkälti ”kokonaisvaltaiseen käsittelyyn” - eri kasvojen ominaisuuksien liimaamiseen, jotta saadaan parempi tunnustus. Tämän uskotaan olevan hienostunut kognitiivinen prosessi, joka kehittyy kokemuksella kasvojen katselusta. Kun olemme tunteneet kasvot, eri ominaisuudet - kuten silmät, nenä, suu ja korvat - käsitellään yhdessä ”gestaltina” (yksikkö, joka sisältää kaikki elementit), jotta voimme tunnistaa yksilöt luotettavasti.

Mielenkiintoista on, että vaikka kokonaisvaltaista käsittelyä käytetään tyypillisesti kasvojen tunnistamiseen, kun meistä tulee muiden visuaalisten tehtävien asiantuntijoita - kuten koiranäyttelyiden tuomareita tai keräämällä klassisia autoja - aivomme käyttävät myös kokonaisvaltaista käsittelyä, jotta myös näillä alueilla voidaan saavuttaa erinomaiset tunnustuskyvyt .

Holistinen käsittely voi siksi olla yleinen periaate tärkeiden kohteiden tunnistamisessa. Tämä on hyödyllistä laajemmin, koska se tarkoittaa sitä, että kokonaisvaltainen käsittely voisi olla hyödyllistä kehittämään parempia AI-ratkaisuja, kuten invasiivisten kasvien nopean ja tarkan tunnistamisen nopeasti kasvavassa AgTech-teollisuus.

Olimme kiinnostuneita tietämään, kuinka yleisesti kokonaisvaltaisen käsittelyn periaate voi olla eri eläimissä, joten kollegani ja minä yritimme testata, miten hyönteiset voivat ratkaista kasvojen tunnistustöitä.

Tuo hyönteiset

Mehiläinen on hyvin saatavilla oleva eläin visuaalisen käsittelyn ymmärtämiseksi. Yksittäisiä mehiläisiä voidaan kouluttaa oppimaan monimutkaisia ​​ongelmia vastineeksi makean sokeripalkkion keräämisestä. Äskettäin kehitimme menetelmiä ampiaisten testaamiseksi samalla tavalla.

Olemassa oleva tutkimus osoittaa, että mehiläisille ja ampiaiset voi oppia tunnistamaan ihmisen kasvot.

Muut todisteet - yhdysvaltalaisen tutkimusryhmän - osoittavat, ettäPolistes fuscatus) voi hyvin luotettavasti oppia muiden paperiherkkien kasvoja ja näyttää kehittyneen erikoistuneita aivomekanismeja ampiaisten kasvojen käsittely.

Puuttunut oli ymmärrys siitä, tapahtuiko tämä hyönteisissä yksittäisten kasvojen ominaisuuksien yksinkertaisen tulkinnan tai monimutkaisemman "koko kuvan" tulkinnan avulla - kokonaisvaltainen kasvojenkäsittely - kuten ihmisissä tapahtuu.

Päätimme testata holistisen kasvojenkäsittelyn mahdollisuutta sekä mehiläisessä että eurooppalaisessa ampiaisissa käyttäen koulutettuja henkilöitä suorittamaan testin manipuloiduilla kasvoilla.

Kasvojen käsittelyn testaus

Kaksi hyvin hyödyllistä testiä on jo olemassa sen toteamiseksi, että ihmisen aiheet käyttävät kokonaisvaltaista kasvojen käsittelyä osittain koko vaikutus, ja komposiitti-kasvojen vaikutus.

- osittain koko vaikutus paljastaa, että kun kasvojen ominaisuudet kuten silmät, nenä tai suu havaitaan erillään, on vaikeampi tunnistaa kasvot verrattuna siihen, kun näitä ominaisuuksia tarkastellaan koko kasvojen yhteydessä.

- komposiitti-kasvojen vaikutus viittaa suorituskyvyn tarkkuuden suureen laskuun, kun oikeat sisäpinnan ominaisuudet - kuten silmät, nenä ja suu - katsotaan virheellisten ulkoisten piirteiden yhteydessä.

Tunnettujen kasvojen ihmisen käsittelyssä eri elementtiominaisuudet liimataan yhteen gestaltiksi, jotta kasvojen tunnistustarkkuus on parempi.

Tiedän, että kasvot

Kun käytimme näitä periaatteita hyönteisten testaamiseksi, sekä mehiläiset että ampiaiset pystyivät oppimaan akromaattisia (mustavalkoisia) kuvia ihmisen kasvoista.

Sekä mehiläisille että ampiaisille annettiin sitten neljä erillistä erillistä testiä. Tulokset osoittivat, että huolimatta näistä vastaavista hyönteisistä, joilla ei ole evolutionaarista syytä käsitellä ihmisen kasvoja, heidän aivonsa oppivat luotettavasti tunnistamalla luomalla kokonaisvaltaisia ​​esityksiä monimutkaisista kuvista. He ottavat piirteet yhteen tunnistaakseen tietyn ihmisen kasvot.

Tiedämme nyt, että hyönteisten pienet aivot voivat tunnistaa luotettavasti ainakin rajoitetun määrän kasvoja. Tämä viittaa siihen, että ihmisillä suurten aivojemme etuna voi olla hyvin suuri joukko yksilöitä, joita voimme muistaa.

Tämä uusi tieto auttaa meitä ymmärtämään, kuinka hyvin kehittyneitä kasvojen käsittelyosaamisia on voinut kehittyä ihmisissä ja muissa kädellisissä.

Todisteet siitä, että eri eläimet käyttävät kokonaisvaltaista käsittelyä moniin monimutkaisiin visuaalisiin ongelmiin, viittaavat siihen, että tämä voi olla hyödyllinen tapa tutkia luotettavaan tunnistamiseen tarkoitettujen AI-ratkaisujen kehittämistä.

Author

Adrian Dyer, apulaisprofessori, RMIT-yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon