Как оптические иллюзии связаны с искусственным интеллектом

Нейросети не понимают, что такое оптические иллюзии

Зрение человека – удивительный аппарат. Хотя оно развивалось в определённой окружающей среде миллионы лет, оно способно на такие задачи, которые никогда не попадались ранним зрительным системам. Хорошим примером будет чтение, или определение искусственных объектов – машин, самолётов, дорожных знаков, и т.п.

Но у зрительной системы есть хорошо известный набор недостатков, воспринимаемых нами, как оптические иллюзии. Исследователи определили уже много вариантов, в которых эти иллюзии заставляют людей неправильно оценивать цвет, размер, взаимное расположение и движение.

Сами по себе иллюзии интересны тем, что дают представление о природе зрительной системы и восприятия. Поэтому будет очень полезно придумать способ находить новые иллюзии, которые помогут изучить ограничения этой системы.

Концентрические круги?

Здесь нам должно пригодиться глубинное обучение. В последние годы машины научились распознавать объекты и лица на изображениях, а потом создавать похожие изображения. Легко представить, что система машинного зрения должна суметь распознавать иллюзии и создавать свои собственные.

Тут на сцену выходят Роберт Уильямс и Роман Ямпольский из Университета Луисвилля в Кентукки. Эти ребята попробовали провернуть такое дело, но обнаружили, что всё не так просто. Существующие системы машинного обучения не способны выдавать собственные оптические иллюзии – по крайней мере, пока. Почему же?

Сначала общая информация. Недавние подвижки в глубинном обучении основаны на двух прорывах. Первый — доступность мощных нейросетей и парочка программных трюков, позволяющих им хорошо обучаться.

Второй – создание огромных по объёму размеченных баз данных, на базе которых машины способны обучаться. К примеру, чтобы научить машину распознавать лица, требуются десятки тысяч изображений, содержащих чётко размеченные лица. С такой информацией нейросеть может научиться распознавать характерные закономерности лиц – два глаза, нос, рот. Что ещё более впечатляет, пара сетей – т.н. генеративно-состязательная сеть (ГСС) – способны научить друг друга создавать реалистичные и совершенно искусственные изображения лиц.

Уильямс и Ямпольский задумали научить нейросеть определять оптические иллюзии. Вычислительных мощностей достаточно, а подходящих баз данных не хватает. Поэтому их первой задачей стало создание базы данных оптических иллюзий для тренировки.

Это оказалось сложно сделать. «Статических оптических иллюзий существует всего несколько тысяч, а количество уникальных видов иллюзий очень мало – возможно, пара десятков», — говорят они.

А это серьёзное препятствие для современных систем машинного обучения. «Создание модели, способной научиться на таком небольшом и ограниченном наборе данных, станет огромным скачком вперёд для генеративных моделей и понимания зрения человека», — говорят они.

Поэтому Уильямс и Ямпольский собрали базу данных из более чем 6000 изображений оптических иллюзий, и натренировали нейросеть распознавать их. Затем они создали ГСС, которая должна самостоятельно создавать оптические иллюзии.

Результаты их разочаровали. «После семи часов тренировок на Nvidia Tesla K80 ничего ценного создано не было», — говорят исследователи, открывшие базу данных для использования всеми желающими.

Результат, тем не менее, интересный. «Единственные из известных нам оптических иллюзий были созданы эволюцией (к примеру, рисунки глаз на крыльях бабочки) или художниками-людьми», — указывают они. И в обоих случаях люди играли решающую роль в обеспечении обратной связи – люди могут видеть иллюзию.

А системы машинного зрения не могут. «Маловероятно, что ГСС сможет научиться обманывать зрение, не понимая принципов, лежащих в основе иллюзий», — говорят Уильямс и Ямпольский.

Это может оказаться сложной задачей, поскольку между зрительными системами человека и машины есть критически важные различия. Многие исследователи создают нейросети, ещё сильнее напоминающие зрительную систему человека. Возможно, одной из интересных проверок для этих систем будет то, смогут ли они увидеть иллюзию.

А пока Уильямс и Ямпольский не проявляют оптимизма: «Судя по всему, набора данных с иллюзиями может быть недостаточно для создания новых иллюзий», — говорят они. Так что, пока оптические иллюзии остаются бастионом человеческого восприятия, неподвластным машинам.

• глубинное обучение
• нейросети
• оптические иллюзии

• Обработка изображений
• Искусственный интеллект
• Мозг

Исследователям удалось обмануть искусственный интеллект

Современный человек уже свыкся с мыслью о том, что искусственный интеллект может справиться с задачей любой сложности. Сегодня многие как простые, так и сложные вещи делает компьютер. Но ученые решили поработать не над улучшением его функций, а над поиском слабых мест современного искусственного интеллекта. Именно поэтому был проведен интересный эксперимент, который стал доказательством того, что современные компьютеры еще имеют слабые места и не настолько умны, как мы часто считаем.
Простой эксперимент доказал, что современный компьютер может ошибаться даже в самых простых вещах. Трое ученых в области компьютерных технологий, доказали, что созданные нейронные сети современного искусственного интеллекта, ответственные за распознание изображений, легко обмануть, используя привычные для человека оптические иллюзии. На многих картинах, даже абстрактных, человеческий мозг легко распознает каждую деталь: птицу, контуры человека, здания, а вот компьютер воспринимает любой этот объект как реальность. Причем искусственный интеллект считает себя абсолютно правым в 99% случаев.
Подобное отношение к изображениям связано с тем, что искусственный интеллект изучает картину по деталям, производит анализ, ориентируясь на те данные, которые были заложены программистами. Но человек может изучить картину целиком, не разделяя ее на детали. У компьютера пока нет таких элементов, как полноценное зрение и интеллект, способный мыслить не только логически, но и абстрактно.
Ориентируясь на полученные данные, специалисты решили, что теперь предстоит продумать алгоритмы, которые будут способны обучить искусственный интеллект распознавать не только обычные изображения, но и оптические иллюзии. Это выведет его на новый уровень и позволит избежать ошибочных умозаключений.
Конечно, современному искусственному интеллекту в некоторых составляющих пока еще далеко до уровня развития человеческого мозга. Те вещи, которые для нас кажутся обычными и привычными, часто невыполнимы в реалиях машины и даже высокоразвитого компьютера. Поэтому ученым предстоит большой объем работы, направленный на устранение недостатков.

• Новости искусственного интеллекта
• 2014-12-16
• 3 362

Вернуться назад

• 2017-12-25

• 2017-09-27

• 2017-09-07

• 2017-06-27

• 2016-12-24

• 2016-04-13

• 2014-12-22

• 2014-02-24

Если у вас есть статья, заметка или обзор, которыми вы хотите поделиться с аудиторией нашего сайта, присылайте информацию на: neuronus.com@yandex.ru.

Комментариев нет. Стань первым!

Искусственный интеллект научат распознавать оптические иллюзии

Инженеры из Университета Брауна разрабатывают искусственный интеллект, который сможет распознавать оптические иллюзии. Стоящая перед ним задача — крайне сложная, поскольку ученые до сих пор не до конца понимают, как человеческий мозг воспринимает те или иные иллюзии, пишет «EurekAlert!».

Читайте «Хайтек» в

Предмет интереса исследователей — так называемые контекстуальные оптические иллюзии. К ним, например, относится изображение выше — кажется, что цвет центрального круга зависит от окружающего его кольца.

Для того, чтобы понять, как мозг воспринимает оптическую иллюзию, ученые создали вычислительную модель, ограниченную анатомическими и нейрофизиологическими возможностями зрительной коры головного мозга. На ее основе исследователи проследили, как соседствующие кортикальные нейроны посылают сообщения друг другу и корректируют ответы при появлении сложных раздражителей.

Томас Серр
доцент Университета Брауна

«Наша модель — это простейшая модель, которая необходима и достаточна для объяснения поведения зрительной коры в отношении контекстуальных иллюзий. Мы начали с того, чтобы объяснить данные нейрофизиологии, и закончили предсказаниями данных человеческой психофизики».

Нейросеть научилась прогнозировать землетрясения точнее сейсмологов

NanoCamp: Экспериментаниум — Оптические Иллюзии 3D

Выражение «обман зрения» очень распространено. Наш глаз, являясь сложнейшим оптическим прибором, который, к сожалению, иногда дает сбои, приводящие к ошибкам. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Оптические иллюзии — неотъемлемая часть человеческой жизни. Ряд очень важных особенностей человеческого зрения позволил нам создавать изображения на плоскости, а воспринимать в объеме. Но не все оптические иллюзии можно свести только к оптике, часто они бывают связаны с физическими причинами (пример: сломанная ложка в стакане воды).

На нашей смене вам предстоит погрузиться в нереальный мир иллюзий, познакомиться с «невозможными фигурами». Используя особенности человеческого зрения, научиться создавать изображения на плоскости, воспринимаемые в объеме. Под руководством опытных преподавателей узнать природу возникновения оптических иллюзий, а в лабораториях провести ряд экспериментов, познакомиться с работами великих художников, создававших изумительные картины-иллюзии, попробовать себя во фризлайте. Будет проведен мастер-класс по освоению техники работы уникальной 3D-ручкой. И еще много чего ждет вас на этой смене.

А больше всего вас ждут ваши любимые вожатые и преподаватели! Они заготовили новые мероприятия, игры, викторины и незабываемые истории!

В программе весенней смены детского научного лагеря NanoCamp:

• Знакомство с нанотехнологиями и уникальными свойствами наноматериалов.
• Научные опыты и занимательные эксперименты в игровой форме, на которых ребята открывают для себя новые грани «обычных» предметов и явлений, окружающих их в повседневной жизни.
• Занятия модульной робототехникой, которые развивают не только логическое мышление и пространственное восприятие, но и обогащают словарный запас, вырабатывают коллективные навыки, способствуют изучению программирования. Модульная робототехника представлена:

— LEGO Education WeDo для детей в возрасте 6-9 лет;

— LEGO Mindstorms NXT 2.0 для детей от 9-16 лет.

• Изучение современных направлений в сфере информационных технологий (компьютерная грамотность), которые в дальнейшем им пригодятся в жизни. На занятиях ребята пройдут обучение компьютерной живописи, различной анимации (Flash, Gif, 3D), веб-дизайну, моделированию, цифровому фото, видео и его обработке. В конце смены ребята привезут свои работы на DVD-дисках (вместе с памятными фотографиями и видео смены): созданные сайты, презентации, модели и много всего интересного.
• Участие в научной ролевой игре по тематике смены с «техно- и наносказками», рассказывающая о важнейших законах природы и физических явлениях.
• Мастер-класс по обучению работе 3D-ручкой.
• Мастер-класс по 3D-граффити.
• Сборка уникального аппарата по созданию нанопленок. Каждый участник программы создаст свою нанопленку, которую сможет забрать домой

В первый день на презентациях дети знакомятся с основными предметами смены и распределяются по выбранным лабораториям в зависимости от уровня подготовки и своих интересов. Продолжительность занятия — 1 академический час. В день 4-5 занятий. Ребята могут посещать от 1-3 занятий в зависимости от возраста. Занятия проводятся преподавателями Центра научно-технического творчества и развития «Н.О.Т.А.» Каждый участник программы обладает индивидуальной клубной картой, на которую герои, благодаря своим навыкам, умениям, позитивным поступкам, накапливают электронную валюту лагеря — hit-points.

В основе программы:

1. Знакомство с нанотехнологиями и уникальными свойствами наноматериалов; наносказки.
2. Проведение научных опытов в игровой форме, открытие для себя новых граней «обыденных» школьных предметов.
3. Занятия робототехникой, которая подразделяется в свою очередь на модульную и творческую

Модульная робототехника

• (преимущественно для детей до 12 лет) — создание роботов из готовых модульных конструкторов и программирование созданных роботов с использованием технологии MindstormNXT 2.0.

Занятия проводят робототехники детской образовательной студии Политех(Политехническоий музей)

Творческая робототехника

• (преимущественно для детей от 11 до 15 лет)создание роботов с «нуля». С паянием и травлением плат, сверлением и выпиливанием, созданием корпусов для робота и последующим программированием построенного микроконтроллера. И самое приятное — созданного своими руками робота дети забирают домой!

Занятия робототехникой (автоматика, микроконтроллеры) организованы сотрудникамилаборатории Робототехники и искусственного интеллекта (Политехническоий музей)

В лагере дети изучают современные направления компьютерной грамотности, которые им пригодятся в дальнейшем в жизни.

В первый день дети проходят тестирование и распределяются по компьютерным кафедрам в зависимости от уровня подготовки и своих интересов. Занятия продолжаются по 2-3 академических часа в день (в зависимости от возраста) под руководством опытных преподавателей

В основе программы лежит:

• обучение компьютерной живописи, различной анимацией (Flash, Gif, 3D),веб-дизайну, моделированию, цифровому фото, видео и его обработке. В конце смены ребята привезутсвои достижения на DVD-дисках(вместе с памятными фотографиями и видео смены) — созданные сайты, презентации, модели и много всего интересного.

Занятия проводятся преподавателями детской интерактивной образовательной студии Политех (Политехническоий музей)

Участвуют в научной ролевой игре «Войны будущего» с «техно- и наносказками». Цель техносказки — рассказать о важнейших законах природы и физических явлениях в жанре маленького костюмированного представления.

Каждый участник программы обладает индивидуальной клубной картой, на которой герои, благодаря своим навыкам, умениям, позитивным поступкам накапливают электронную валюту лагеря — hit-points

В стоимость путевки входит:

• Ролевые игры и мастер-классы по тематике смены(см. тематику смен);
• проживание: 2-4 местное;
• питание 3х-разовый шведский стол + полдник;
• Трансфер на комфортабельном автобусе Москва — Лагерь — Москва;
• занятия в компьютерных лабораториях;
• занятие в робототехнических лабораториях;
• тематическая программа с наносказками;
• посещения бассейна;
• медобслуживание;
• традиционный аукцион в конце смены с ценными призами (цифровой фотоаппарат, роботы, mp3-плееры, игрушки, обучающие компьютерные диски и другие компьютерные «гэджеты»);
• памятный сувенир (памятный теплый наношарф);
• DVD-диск с проектными работами и фотографиями смены на память;

Фото и видео

Расположение: Московская область, Ногинский р-он, п/о Обухово, д. Колонтаево. Оздоровительный лагерь «Ракета» расположен в лесном массиве на берегу речки Добринки. Территория занимает 10 га. Тенистые аллеи из медоносных лип, сосновый островок в центре лагеря располагает к прогулкам и общению с природой.
Проживание: современные 2-4-х — местные номера со всеми удобствами
Вид проживания: Лагерь
Питание: 3-х — разовый (шведский стол) + полдник
Бассейн: Закрытый, с горкой.
Наличие охраняемой территории: да
Медицинские показания: На территории лагеря действует круглосуточный медицинский пункт, обеспеченный необходимыми стандартными медикаментами. В экстренных случаях больного доставляют в областную больницу на собственном транспорте лагеря.
Телефонная связь: В лагере работает телефон (у начальника смены) для экстренной связи в любую минуту.

Памятка, документы

• Паспорт взрослого для оформления договора
• Заполненная анкета на ребенка (скачать в формате PDF). Анкету можно заполнить в офисе.
• Ксерокопия свидетельства о рождении или паспорта ребенка
• Ксерокопия страхового медицинского полиса ребенка
• 1 фото ребенка для анкеты (цветная)

К отъезду в лагерь:

• Медицинская справка Ф 079/У (у врача в школе или в поликлинике).
• Медицинская справка о контактах (берется за 3 дня до отъезда).
• Справка для бассейна.

Справки необходимо передать начальнику смены перед посадкой в автобус.

Время и место сборов

Отъезд: Москва, ст. м. Китай-город, Старая площадь, памятник Кириллу и Мефодию. Отъезд в 15:00. Прибытие в Москву в 16.30. Уточняйте время возвращения по контактным телефонам в лагере.