Erkenning van gesigte is noodsaaklik vir hoe ons interaksie in komplekse samelewings, en word dikwels beskou as 'n vermoë wat die gesofistikeerdheid van die groot menslike brein vereis.

Maar nuwe bewyse wat ons gepubliseer het Grense in Sielkunde toon dat insekte soos die heuningby (Apis mellifera) en die Europese wespVespula vulgaris) gebruik visuele verwerkingsmeganismes wat soortgelyk aan mense is, wat betroubare gesigherkenning moontlik maak.

Dit is ten spyte van die klein grootte van die insekte se brein. Hulle bevat minder as een miljoen breinselle, in vergelyking met die 86,000 miljoen wat 'n menslike brein uitmaak.

Om te verstaan ​​watter brein grootte komplekse take doeltreffend kan oplos, is beslis interessant, maar ook praktiese implikasies. Dit laat ons toe om te verstaan ​​hoe groot brein ontwikkel het, en hoe om te dink oor die ontwerp van kunsmatige intelligensie (AI) wat die doeltreffendheid van biologiese brein kan weerspieël.

Moeiteloos maar kompleks

Ons is baie goed om bekende gesigte te herken. Dink aan die situasie om 'n vriend by 'n treinstasie te ontmoet waar daar honderde mense verbygaan, almal in verskillende rigtings beweeg. Skielik beteken 'n blik op 'n bekende gesig in die verte dat ons die regte persoon gevind het.

Dit lyk moeiteloos, maar AI-oplossings sukkel dikwels om gesigte in komplekse situasies te herken.

Ons kundigheid om gesigte te herken, is hoofsaaklik gebaseer op "holistiese verwerking" - die samevoeging van verskillende gesigsfunksies om beter erkenning te bied. Dit word beskou as 'n gesofistikeerde kognitiewe proses wat ontwikkel word met ervaring om gesigte te besigtig. Sodra ons met 'n gesig vertroud is, word die verskillende eienskappe soos oë, neus, mond en ore saam verwerk as 'n "gestalt" ('n eenheid wat alle elemente insluit) sodat ons individue betroubaar kan herken.

Interessant genoeg, terwyl holistiese prosessering meestal gebruik word om gesigte te herken, as ons kundiges in ander visuele take word - soos om 'n beoordelaar te wees by hondevertonings of versameling van klassieke motors - dan gebruik ons ​​brein ook holistiese prosessering om ook beter herkenningsvermoëns in daardie gebiede te verseker. .

Holistiese prosessering kan dus 'n algemene beginsel wees vir die erkenning van belangrike voorwerpe. Dit is bruikbaar meer algemeen omdat dit beteken dat holistiese prosessering van waarde kan wees vir die ontwikkeling van verbeterde AI-oplossings, soos vir die vinnige en akkurate identifisering van indringerplante in die vinnig groeiende AgTech industrie.

Ons was geïnteresseerd om te weet hoe algemeen die beginsel van holistiese prosessering in verskillende diere kan wees, dus het my kollegas en ek probeer toets hoe insekte gesigsherkenningstake kan oplos.

Bring die insekte aan

Die heuningby is 'n baie toeganklike dier vir die verstaan ​​van visuele verwerking. Individuele bye kan opgelei word om komplekse probleme te leer in ruil vir die versameling van 'n soet soetbeloning. Onlangs het ons metodes ontwikkel om wespe te toets op dieselfde manier.

Ons bestaande navorsing toon dat heuningbye en perdebye kan leer om menslike gesigte te herken.

Ander bewyse - van 'n Amerikaanse navorsingsgroep - toon dat papier wespies (Polistes fuscatus) kan die gesigte van ander papier wespies baie betroubaar leer, en skynbaar gespesialiseerde brein meganismes ontwikkel het wesp gesig verwerking.

Wat ontbreek, was 'n begrip van of dit in insekte plaasgevind het as gevolg van die eenvoudige interpretasie van individuele gesigsfunksies, of die gebruik van 'n meer komplekse interpretasie van 'n hele prentjie - holistiese gesigverwerking - soos in die mens voorkom.

Ons het besluit om die moontlikheid van holistiese gesigverwerking in beide die heuningbye en die Europese wesp te toets, met behulp van opgeleide individue om toetse met gemanipuleerde gesigte te voltooi.

Toets gesigverwerking

Twee baie nuttige toetse bestaan ​​reeds om vas te stel dat menslike vakke holistiese gesigverwerking gebruik: dit is die gedeeltelike effek, En die saamgestelde-gesig effek.

Die gedeeltelike effek toon dat wanneer gesigseienskappe soos oë, neus of mond in isolasie beskou word, is dit moeiliker om 'n gesig te herken in vergelyking met wanneer hierdie kenmerke in die konteks van 'n volle gesig beskou word.

Die saamgestelde-gesig effek verwys na die groot daling in prestasie akkuraatheid wanneer korrekte binne-gesigseienskappe - soos oë, neus en mond - gesien word in die konteks van foutiewe buitenste kenmerke.

By menslike verwerking van bekende gesigte word die verskillende elementale kenmerke saamgeplak in 'n gestalt om beter gesigherkennings akkuraatheid te verseker.

Ek ken daardie gesig

Toe ons hierdie insekte gebruik het om die insekte te toets, kon die bye en wespies achromatiese (swart en wit) beelde van menslike gesigte leer.

Beide die bye en wespies is dan vier bykomende afsonderlike toetse gegee. Die resultate het getoon dat ten spyte van hierdie onderskeie insekte geen evolusionêre rede het om menslike gesigte te verwerk nie, leer hul brein betroubare erkenning deur holistiese voorstellings van die komplekse beelde te skep. Hulle sit funksies saam om 'n spesifieke menslike gesig te herken.

Ons weet nou dat insekte se klein brein ten minste 'n beperkte aantal gesigte betroubaar kan herken. Dit dui daarop dat by mense die voordeel van ons groot brein die baie groot aantal individue is wat ons kan onthou.

Hierdie nuwe inligting help ons om te verstaan ​​hoe baie gesofistikeerde gesigverwerkingskundigheid moontlik in mense en ander primate kon ontwikkel het.

Die bewyse dat holistiese prosessering deur verskillende diere gebruik word vir 'n verskeidenheid komplekse visuele probleme, dui daarop dat dit 'n nuttige benadering is om te verken vir die ontwikkeling van AI-oplossings vir betroubare herkenning.

Oor Die Skrywer

Adrian Dyer, Medeprofessor, RMIT Universiteit

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon