شناخت چهره ها برای چگونگی تعامل در جوامع پیچیده ضروری است و اغلب به نظر می رسد که توانایی است که نیاز به پیچیدگی مغز انسان بزرگ است.

اما شواهد جدیدی که در آن منتشر شد مرزهای روانشناسی نشان می دهد که حشرات مانند زنبور عسل (زنبورعسل نژاد) و گوسفند اروپایی (Vespula vulgaris) از مکانیسم های پردازش تصویری استفاده کنید که شبیه به انسان است، که باعث می شود تا تشخیص چهره قابل اعتماد باشد.

این به رغم اندازه کوچک مغز حشرات است. آنها حاوی کمتر از یک میلیون سلول مغزی هستند، در مقایسه با میلیونر 86,000 که مغز انسان را تشکیل می دهند.

دانستن اینکه چه اندازه مغز می تواند وظایف پیچیده را به طور موثر حل کند، قطعا جالب است، اما کاربردی نیز دارد. این به ما اجازه می دهد تا درک کنیم که چگونه مغزهای بزرگ ممکن است تکامل یافته و چگونگی فکر کردن در مورد طراحی هوش مصنوعی (AI) که ممکن است کارآیی مغزهای بیولوژیکی را نشان دهند.

آسانسور اما پیچیده

ما واقعا در تشخیص چهره های آشنا هستیم. از موقعیت دیدار یک دوست در ایستگاه قطار که در آن صدها مسافر عبور می کنند، همه در جهت های مختلف حرکت می کنند، فکر کنید. ناگهان، یک نگاه اجمالی از یک چهره آشنا در فاصله، به این معنی است که فرد مناسب را پیدا کرده ایم.

این به نظر می رسد آسان نیست، اما راه حل های AI اغلب برای تشخیص چهره در شرایط پیچیده تلاش می کنند.

تخصص ما در شناخت چهره ها عمدتا بر مبنای "پردازش جامع" است - چسباندن با هم از ویژگی های مختلف صورت برای تشخیص برتر. فکر می کنم فرآیند شناختی پیچیده ای است که با تجربه در حال مشاهده چهره ها توسعه می یابد. هنگامی که ما با یک چهره آشنا هستیم، ویژگی های مختلف مانند چشم، بینی، دهان و گوش ها به صورت یک گشتالت (واحد که همه عناصر را شامل می شوند) پردازش می شود تا به ما اجازه می دهد به طور قابل اعتماد افراد را تشخیص دهیم.

جالب توجه است، در حالی که پردازش جامع بیشتر به طور معمول برای تشخیص چهره استفاده می شود، زمانی که ما کارشناسان دیگر وظایف بصری مانند قاضی در نمایشگاه های سگ و یا جمع آوری اتومبیل های کلاسیک می شویم، مغز ما نیز پردازش جامع را به کار می گیرد تا توانایی های شناخت بهتر در این مناطق را نیز فراهم کند .

بنابراین پردازش جامع ممکن است یک اصل کلی برای شناخت اشیاء مهم باشد. این به طور وسیع تر مفید است، زیرا به این معنی است که پردازش جامع می تواند برای توسعه راه حل های پیشرفته AI مفید باشد، مانند شناسایی سریع و دقیق گیاهان مهاجم در حال رشد سریع صنعت AgTech.

ما علاقه مند بودیم بدانیم عملا اصل پردازش جامع ممکن است در حیوانات مختلف باشد، بنابراین همکارانم و من در مورد آزمایش اینکه چگونه حشرات ممکن است وظایف تشخیص چهره را حل کنند، تعیین کرد.

بر روی حشرات بردار

زنبور عسل برای شناخت پردازش تصویری حیوان بسیار قابل دسترس است. زنبور عسل را می توان برای یادگیری مسائل پیچیده برای جمع آوری پاداش شیرین شیرین آموزش داد. به تازگی ما روش هایی را برای آزمایش اسپس ها به طور مشابه ایجاد کرده ایم.

تحقیقات موجود ما نشان می دهد که زنبور عسل و گاو نر می تواند یاد بگیرد که چهره های انسان را تشخیص دهد.

شواهد دیگر - از یک گروه تحقیقاتی ایالات متحده - نشان می دهد که سپید کاغذ (Polistes fuscatus) بسیار قابل اعتماد می تواند چهره های دیگر مش های کاغذی را یاد بگیرند، و به نظر می رسد که ساز و کارهای تخصصی مغز را برای پردازش چهره عسلی.

آنچه که از دست رفته بود فهم این است که آیا این امر در حشرات به دلیل تفسیر ساده از ویژگی های صورت فردی یا استفاده از تفسیر پیچیده تر «کل تصویر» - پردازش چهره جامع - همانطور که در انسان اتفاق می افتد.

ما تصمیم گرفتیم تا امکان پردازش چهره جامع در هر دو زنبور عسل و گوجهفرنگی اروپایی را آزمایش کنیم، با استفاده از افراد آموزش دیده برای تکمیل آزمایش با چهره های دستکاری شده.

تست پردازش چهره

دو آزمایش بسیار مفید برای ایجاد این موضوع که افراد انسانی از پردازش چهره ی جامع استفاده می کنند وجود دارد: اینها هستند اثر بخشی کل، و اثر مرکب چهره.

La اثر بخشی کل نشان می دهد که وقتی ویژگی های چهره مانند چشمان، بینی یا دهان در انزوا درک می شوند، کشیدن چهره نسبت به زمانیکه این ویژگی ها در چارچوب یک چهره کامل مشاهده می شود، سخت تر می شود.

La اثر مرکب چهره اشاره به افت بزرگ در دقت عملکرد در صورتی که صحیح ویژگی های داخلی چهره - مانند چشم ها، بینی و دهان - در نظر ویژگی های بیرونی بیرونی.

در پردازش انسان از چهره های آشنا، ویژگی های مختلف عناصر با هم به یک gestalt چسبانده شده اند تا دقت تشخیص چهره را بهبود ببخشند.

من می دانم که چهره

هنگامی که ما از این اصول برای آزمایش حشرات استفاده کردیم، زنبورها و زنبورها توانستند تصاویر شفاف (سیاه و سفید) چهره های انسان را بیاموزند.

سپس زنبورها و زنبورها به چهار تست جداگانه اضافه شدند. نتایج نشان داد که علیرغم این حشرات مربوطه که هیچ دلیل تکاملی برای پردازش چهره های انسانی ندارند، مغز آنها، با ایجاد نمایه های جامع از تصاویر پیچیده، شناخت قابل اعتماد می یابد. آنها ویژگی های خود را با یکدیگر ترکیب می کنند تا یک چهره خاص بشر را شناسایی کنند.

اکنون می دانیم که مغز کوچک حشرات می تواند به طور قابل اعتماد حداقل تعداد محدودی از چهره ها را تشخیص دهد. این نشان می دهد که در انسان، مزیت بزرگ مغز ما ممکن است تعداد زیادی از افراد است که می توانیم به یاد داشته باشیم.

این اطلاعات جدید به ما کمک می کند تا درک کنیم که چگونه مهارت های پردازش چهره پیچیده ممکن است در انسان ها و سایر مقولات تکامل یافته باشد.

شواهدی که پردازش جامع از حیوانات مختلف برای انواع مختلف مشکلات تصویری استفاده می شود، نشان می دهد این ممکن است رویکرد مفید برای کشف راه حل های AI برای تشخیص درست باشد.

درباره نویسنده

آدریان دایر، دانشیار، دانشگاه RMIT

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون