Slumpmässigt bildexperiment avslöjar byggstenarna för mänsklig fantasi

Här är ett märkligt experiment. Ta lite vitt brus och använd det för att producera en uppsättning bilder som i huvudsak är slumpmässiga arrangemang av olika färgade block. Visa dessa bilder för ett antal personer och fråga om någon av bilderna påminner dem om till exempel en bil.

För det mesta kommer dessa slumpmässiga bilder att visas för människor som, ja, slumpmässiga. Men då och då kommer någon att säga att en bild påminner dem om en bil. Lägg den här bilden åt sidan. Och upprepa.

Efter att ha bedömt, säg, 100 000 bilder på detta sätt, kommer du att sluta med en uppsättning i huvudsak slumpmässiga bilder som påminner människor om bilar. Ta snittet av dessa så hittar du något intressant. Den resulterande bilden ser verkligen ut som en suddig bil, inte en specifik typ av bil utan en mycket allmän mall för en.

Även om vår datauppsättning endast består av vitt brus, dyker en bil upp, säger Carl Vondrick och kompisar vid Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, som utförde forskningen.

Idag säger dessa killar att den här processen extraherar den visuella mallen som den mänskliga hjärnan använder för att skilja objekt som bilar från icke-bilar. Och eftersom denna process enbart är baserad på buller och fantasi, säger Vondrick och co att den ger en unik inblick i den mänskliga fantasins natur.

De experimentella detaljerna är relativt enkla. Vondrick och co använder den brusbaserade processen för att generera datauppsättningar bestående av 100 000 bilder. De bad sedan arbetare på Amazons Mechanical Turk att klassificera varje bild som en bil eller inte. De genomför olika kvalitetssäkringstester så att de endast inkluderar resultat från de bäst presterande arbetarna.

I separata tester ber de också arbetare att hitta bilder på människor, tv-apparater, flaskor, sportbollar och så vidare. I varje fall, när medelvärdet för de valda bilderna beräknas, framträder en suddig mall av dessa objekt.

En av de intressanta upptäckterna Vondrick och co har gjort är att det finns kulturella skillnader mellan fantasier som bildas i olika delar av världen. Be till exempel människor i Indien att plocka fram bilder som påminner dem om en sportboll och den resulterande mallen är en röd cirkulär oskärpa. Men be folk från USA att göra samma övning och resultatet blir en orange/brun oskärpa.

Skillnaden är lätt att förklara. I Indien är den populäraste sporten cricket som spelas med en röd boll. Men i USA är de mest populära sporterna amerikansk fotboll och basket, som spelas med orange eller bruna bollar. Det är uppenbart att kulturlandskapet har en viktig inverkan på människans fantasi.

En bisarr upptäckt är att när teamet bad folk från Singapore att identifiera bilar, verkar den resulterande mallen visa en bil sett framifrån. Däremot producerade folk i USA en mall som visar en bil från sidan. Varför det är så är ännu inte klart.

Ändå är resultaten mer än bara nyfikna. Vondrick och co har använt mallarna för att träna maskinseendealgoritmer och säger att resultaten avsevärt överträffar andra träningsmekanismer. Till exempel är en maskinseendealgoritm tränad med en enda fantasifull mall av en bil mycket bättre på att känna igen bilar i andra bilder än samma algoritm som tränas med en enda vanlig bild av en bil.

Det är fascinerande arbete som ger en viktig inblick i det mänskliga sinnets natur. Det ger också ett viktigt nytt sätt att träna maskinseendealgoritmer för att bete sig mer som människor.

En extraordinär egenskap hos fantasin är att den tillåter människor att visualisera föremål som de aldrig har sett. Datorer är fortfarande långt ifrån detta, men Vondricks och cos arbete kan vara en viktig språngbräda. Vår förhoppning är att våra idéer ska inspirera framtida arbete med att bygga maskiner med förmågan att föreställa sig nya visuella koncept precis som en människa, säger teamet.

Ref: arxiv.org/abs/1410.4627 : Skaffa visuella klassificerare från mänsklig fantasi

Dölj