Optické iluze nás baví a matou celý život. Například Měsíc se zdá větší u obzoru než vysoko na obloze, přestože jeho velikost zůstává stejná. Tyto klamy nejsou jen chyby našeho zraku, ale odhalují chytré zkratky, které náš mozek používá, aby rychle zpracoval svět kolem nás. Mozek totiž nemůže zpracovat každý detail, takže vybírá jen to podstatné.
Teď vědci zjistili, že některé systémy umělé inteligence (AI) padají do stejných pastí jako my. To pomáhá lépe pochopit, jak funguje náš vlastní mozek. Systémy založené na hlubokých neuronových sítích (DNN), které pohání mnoho dnešních AI včetně ChatGPT, se nechají oklamat podobnými iluzemi. Eiji Watanabe, docent neurofyziologie z Národního institutu pro základní biologii v Japonsku, říká, že používání těchto sítí umožňuje simulovat a zkoumat, jak mozek zpracovává informace a vytváří iluze, bez etických problémů spojených s experimenty na lidech.
Jak se testuje AI pomocí iluzí?
Eiji Watanabe a jeho tým provedli experiment s hlubokou neuronovou sítí nazvanou PredNet. Tato síť je postavená na teorii prediktivního kódování, která říká, že náš zrak nejen pasivně zpracovává to, co vidíme, ale nejdřív předpovídá, co očekává na základě minulých zkušeností, a pak upravuje rozdíly podle skutečného vstupu z očí. To nám umožňuje vidět rychleji.
V experimentu trénovali PredNet na videích přírodních krajin, natočených kamerami na hlavě, které napodobovaly lidský pohled. Síť zpracovala asi milion snímků, aby se naučila pravidla vizuálního světa, včetně vlastností pohybujících se objektů. Žádnou optickou iluzi předtím neviděla. Potom jí ukázali varianty iluze rotujících hadů – statický obrázek s barevnými kruhy, který se zdá otáčet, když na něj hledíme – a upravenou verzi, kterou lidé vnímají jako nehybnou.
Tyto pokusy sloužily k ověření, jestli AI dokáže napodobit lidské vnímání a podpořit teorii prediktivního kódování. Výsledky byly zajímavé: PredNet byl oklamán stejnými obrázky jako lidé, což naznačuje, že v iluzi jsou prvky, které spouštějí předpověď pohybu podobně jako v našem mozku. Watanabe si myslí, že vnímání sítě je podobné tomu lidskému.
Přesto byly rozdíly. Když se člověk soustředí na jeden kruh v iluzi, ten se zdá, že se zastavil, zatímco ostatní v okrajovém vidění se točí dál. PredNet ale viděl všechny kruhy pohybující se současně, protože nemá mechanismus pozornosti a zpracovává celý obrázek najednou. Žádná hluboká neuronová síť zatím nedokáže zažít všechny iluze, které vnímáme my.
Kvantová AI a iluze tvarů
Další výzkum provedl Ivan Maksymov, výzkumník z Institutu umělé inteligence a kybernetické budoucnosti na Charles Sturt University v Bathurstu v Austrálii. Inspiroval se pracemi, které používají koncepty z kvantové mechaniky k vysvětlení vnímání Neckerovy kostky – iluze, kde se kostka zdá přepínat mezi dvěma orientacemi – a podobné iluze Rubinovy vázy, kde vidíme buď vázu, nebo dvě tváře v profilu.
Maksymov vytvořil model kombinující kvantovou fyziku s AI. Navrhl hlubokou neuronovou síť, která zpracovává informace pomocí jevu zvaného kvantové tunelování, a trénoval ji na rozpoznávání těchto dvou iluzí. Když do systému vložil jednu z iluzí, síť generovala jednu z interpretací a pak mezi nimi přepínala v čase – podobně jako lidé. Časové intervaly přepínání byly velmi blízké tomu, co lidé hlásí v testech.
Tento přístup sloužil k lepšímu modelování lidského rozhodování v iluzích, kde mozek volí jednu verzi nebo druhou. Maksymov nevěří, že to znamená, že náš mozek má kvantové vlastnosti, ale spíš že kvantová teorie pomáhá modelovat aspekty myšlení, jako je kvantová kognice. Takový systém by mohl simulovat změny vnímání ve vesmíru, kde gravitace ovlivňuje, jak astronauti vidí iluze jako Neckerovu kostku. Na Zemi vidí jednu perspektivu častěji, ale po třech měsících na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) vidí obě stejně často, protože gravitace pomáhá odhadovat hloubku.
Význam výzkumu
Studie lidí, kteří nevnímají iluze, jako muž, který oslepl jako dítě a zrak získal zpět ve 40 letech, poskytly stopy. Ten nebyl oklamán tvarovými iluzemi jako Kanizsa čtverec, kde čtyři kruhové fragmenty vytvářejí iluzorní čtverec, ale viděl pohybové iluze jako holičský sloup, kde pruhy vypadají, že stoupají, přestože se sloup jen otáčí. To naznačuje, že vnímání pohybu je odolnější vůči ztrátě zraku než vnímání tvarů, možná proto, že se učíme pohyb zpracovávat dříve v dětství.
Obrazové studie mozku pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI) odhalily, které části mozku se aktivují při iluzích, ale subjektivita vnímání, jako u virálního obrázku pruhovaných šatů z roku 2015, kde lidé viděli buď modro-černé nebo bílo-zlaté, ztěžuje objektivní zkoumání. AI nabízí nový způsob, jak to studovat bez závislosti na popisech od lidí.
Tyto experimenty s AI pomáhají simulovat lidské vizuální procesy a testovat teorie bez rizik. Pro astronauty je to klíčové, aby věděli, že mohou důvěřovat svým očím v neznámém prostředí vesmíru.
Další zdroj: bbc.co.uk
