Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Neuvěřitelná software v praxi: Jak mozek rozpoznává objekty?

Sedíte, pijete kávu a držíte v ruce časopis (nebo mobil) s tímhle textem. A ani jste se nepodivili nad tím, jak je možné, že jste časopis/mobil ihned vnímali jako časopis/mobil, křeslo si nespletli se stoličkou a bezpečně rozpoznali svůj hrnek. Co na to říká mozek?

Identifikace objektů se nám zdá jako ta nejvíc samozřejmá věc pod sluncem. Když se nad ní však zamyslíme, na dveře potichu začne klepat úžas.

Vezmeme-li v úvahu rozmanité tvary jezevčíků, vlkodavů a rotvajlerů, jak vždycky poznáme, že na nás cení zuby právě pes?

Britský neurovědec David Marr (1945–1980), který navzdory svému krátkému životu dokázal významně ovlivnit svůj obor, přišel s komputační teorií rozpoznávání objektů. V ní rozčleňuje rozpoznávání do několika stádií.

V těch se postupně zpřesňuje reprezentace objektu, v mysli se vytváří jakýsi model reality. Začíná se od naprosto hrubé a přibližné informace až po plné zpodobení a mentální uchopení objektu.

Metaforicky si můžete představit malíře, který nejprve jen hrubě načrtne rysy Mony Lisy, až později přidá barvy a celému obrazu dodá živost.

Z 2D náčrtu na 3D

Prvním ze stádií Marrovy komputační teorie je primární náčrt. Tento náčrt použije informace z optického vizuálního toku tak, aby zkonstruoval informace o hranách a konturách daného objektu. Z těchto hran a kontur dojde k určení základních tvarů objektů.

Je ale důležité si říci, že se stále pohybujeme ve dvojdimenzionálním zobrazení, nemáme tedy informace o hloubce objektu.

To se začíná měnit ve dvou a půl dimenzionálním náčrtku. Zde se pomocí různých nápovědí přidá do modelu informace o hloubce. Ptáte se, proč se tomuto náčrtu neříká trojdimenzionální náčrt, když de facto obsahuje všechny tři dimenze?

To proto, aby bylo možné odlišit, kdy je reprezentace objektu závislá a nezávislá na úhlu pozorovatele. Ve dvoj a půl dimenzionálním náčrtu totiž pozorovatel vnímá objekt z toho místa, kde je postaven.

Fungování mozku stále nedokážeme pochopit, rozpoznávání objektů jakbysmet. foto: Pixabay
Fungování mozku stále nedokážeme pochopit, rozpoznávání objektů jakbysmet. foto: Pixabay

Vytvoření modelu a pak porovnání s pamětí

V posledním stádiu – ve trojdimenzionálním náčrtu – naproti tomu člověk vnímá objekt již jako reprezentaci, ke které má přístup ze všech úhlů pohledu.

Představte si to tak, že ve specializovaném projektu vytvoříte model nějakého objektu a pak ho můžete svobodně otáčet ve všech směrech. Takhle nějak vypadá reprezentace objektu v posledním stádiu.

Toto odpoutání od úhlu pohledu umožňuje pozorovateli objekt lépe rozpoznat. Kdyby totiž reprezentace objektu zůstala vázána na úhel pohledu pozorovatele, byla by značně variabilní což by znesnadňovalo rozpoznávání.

Když je 3D model vytvořen, stačí jej podle Davida Mara porovnat s 3D reprezentací uloženou v paměti a objekt je rozpoznán.

Jak to, že mozek hned pozná zvířata, i když si nejsou moc podobná se skutečnými? foto: Pixabay
Jak to, že mozek hned pozná zvířata, i když si nejsou moc podobná se skutečnými? foto: Pixabay

36 geonů

Zcela jiný přístup představuje teorie rozpoznávání pomocí komponent od amerického vědce Irvinga Biedermana (1939 – 2022). Ten uvažoval následovně:

Každý objekt se dá rozložit na několik málo tvarů, ze kterých je složen. Například hrnek se dá rozložit na válec a oblouk (ouško hrnku), který je k němu připojen. Těmto tvarům dal Biederman název geony a vymyslel jich celkem 36.

Podle Biedermana probíhá proces rozpoznávání objektu následovně: Nejprve dojde k určení hran objektu a rozhodnutí, jak by se objekt měl rozložit na jednotlivé geony. Poté jsou určeny vztahy mezi jednotlivými geony.

Tedy například to, na jakém místě je k válci hrnku připojen oblouk jeho ouška. Poté se tato reprezentace porovná s reprezentacemi uloženými v paměti.

Zatímco Marrova teorie předpokládá, že rozpoznávání závisí na úhlu pohledu, klíčovou predikcí teorie geonů je, že rozpoznávání je nezávislé na úhlu pohledu, a je ztížené jen tehdy, pokud je nějaký geon zakryt.

To znamená, že byste například jízdní kolo měli rozpoznat stejně snadno a rychle ať už byste se na něj dívali z boku, zepředu nebo zespoda.

Mozek nějak rozpoznává objekty a jinak umělá inteligence. foto: Pixabay
Mozek nějak rozpoznává objekty a jinak umělá inteligence. foto: Pixabay

Teorie a platnost

Jak jsou na tom vědecká zjištění ohledně těchto předpokladů? Obecně se dá říci, že spíše než abychom jasně stanovili, zda je rozpoznávání závislé na úhlu pohledu, můžeme mluvit o tom kdy takové je a kdy nikoliv.

Ukazuje se, že orientace objektu, tedy změna úhlu pohledu pro pozorovatele, změní aktivitu mozku brzy po prezentaci objektu.

To napovídá tomu, že by vnímání mohlo být závislé na úhlu pohledu pouze v prvních chvílích, což nápadně připomíná rozčlenění rozpoznávání objektu na stádia podle Marrovy teorie.

Také se ukazuje, že rozpoznávání je nezávislé na úhlu pohledu, když jde o známé objekty…A také když určujeme kategorii objektů, tedy rozlišujeme psy od koček, spíše než když provádíme identifikaci v rámci jedné kategorie, tedy určujeme, zda jde o pudla, nebo ratlíka.

Uvedené teorie jsou zkrátka jen… teorie. To znamená, že si nemůžeme být jisti jejich platností a na jejich prověření ještě budeme čekat. Spíše tak můžete vzít teorie jako jakýsi nástroj, jakým uchopit realitu.

reklama
Související články
Před sto lety v březnu 1925 šéfpilot společnosti Aero Josef Novák dosáhl výškového rekordu 8 651 metrů na stíhacím letounu Aero A-18. Tento výkon o dva měsíce později ještě překonal, když se stejným strojem a upraveným motorem vystoupal do rekordní výšky 9 140 metrů. Úspěch potvrdil nejen výjimečné vlastnosti první sériově vyráběné československé stíhačky, ale také významnou […]
Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT se rozhodla od příštího akademického roku navýšit počet přijímaných studentů do magisterského studijního programu Space Applications ze současných 20 na dvojnásobek. Reaguje tak na kritický nedostatek kvalifikovaných pracovníků klíčových pro rozvoj místních firem působících ve vesmírném průmyslu. Vesmírný průmysl se na jižní Moravě v posledních letech rychle rozvíjí a […]
Voda pokrývá více než 70 % povrchu Země a je nezbytná pro život, jak ho známe. Odkud se ale vzala? Tato otázka vědce trápí už desítky let. Nyní nová teorie naznačuje, že voda mohla na naši planetu dorazit jiným způsobem, než jsme si dosud mysleli. Dlouho převládala představa, že voda na Zemi pochází především z […]
Zatímco zdravý člověk může bez zdravotních následků ztratit až 15 % své krve, někteří lidé tuto schopnost nemají. Nemusí se vždy jednat o vrozený problém, jako například u hemofilie. Zvýšená krvácivost se může rozvinout během života a poukazovat na jiné zdravotní problémy.   Přitom krevní srážlivost, zdokonalovaná evolucí po miliony let, je klíčová pro přežití […]
reklama
reklama
Historie
Byla Trajánova tržnice prvním obchodním centrem světa?
V centru Říma na dohled od Kolosea se tyčí podivuhodná stavba. Jde o Trajánovu tržnici, jež je součástí stejnojmenného fóra.   Mezi římskými vrcholky Kvirinálem a Kapitolem panuje čilý ruch. Skupiny dělníků zde postupně odstraňují velké množství zeminy. Píše se rok 107, když na místě vzniká „poslední a nejnádhernější ze všech císařských fór“, jak píše německá […]
Bismarck z krále udělal císaře
Od mládí si mladík z nevýznamného pruského šlechtického rodu vytkl za cíl prosadit se ve velké politice. Jen málokdo o sobě může říct, že se mu to s takovým úspěchem podařilo.   Narodil se na apríla, tedy 1. dubna 1815, do aristokratické rodiny. O láskyplném prostředí si ale Otto Eduard Leopold von Bismarck-Schönhausen (†1898) mohl nechat jen […]
Vyrostla na londýnském mostě celá čtvrť?
Oba břehy Temže v Londýně spojovala kdysi stavba, označovaná za jeden z divů světa. Most, který se stal samostatnou městskou čtvrtí a také místem odporné přehlídky popravených nešťastníků.   Most v samém centru Londýna postavili už Římané v roce 46 našeho letopočtu. Byl dřevěný a vydržel téměř 1000 let, než ho v roce 1013 nechal spálit král Ethelred II. (asi […]
Islandští Bonnie a Clyde zabíjeli vlastní děti
Dva uprchlíci s pronásledovateli v zádech balancují na vrcholu vysokého vodopádu. Holčička, kterou nesou, je příliš velkou přítěží, a tak končí ve zpěněných vodách hluboko dole.   Vesnička Hlíö na jihu Islandu není na počátku 18. století ničím významná. Ani skromnou farmářskou rodinu, která tu žije, nikdo nepovažuje za výjimečnou. V roce 1714 přichází na svět syn, který […]
Zajímavosti
Řeka Eufrat: Je kolébka civilizace na pokraji zániku?
Před tisíci lety pomůže k rozvoji prvních zemědělských společností na světě a v Bibli je dokonce zmíněn jako jedna ze čtyř řek, které zavlažují zahradu Eden. I dnes jsou na něm závislé miliony lidí. Ale zdá se, že nemusí trvat dlouho a řeka Eufrat zcela vyschne…   Může se to zdát jako ironie osudu i […]
Burning Man: Festival plný divočiny odstartuje rozchod!
Za vším hledej ženu, podobně je na tom i týdenní americký festival Burning Man (Hořící muž). Hosté se sjíždějí do nevadské pouště na přelomu srpna a září, kdy se v USA slaví Svátek práce.   Larry Harvey (1948–2018) přemítá, jak se dostat z porozchodového splínu. Společně s pár kamarády postaví na Baker Beach v San Francisku dvoumetrovou sochu muže […]
Největší zlatý Buddha: Na zamaskovanou sochu lidé zapomenou
Dlouho ji všichni mají za obyčejnou sádrovou sochu, zdobící chrám Wat Chotanaram v bangkokské Čínské čtvrti. Ovšem ať je materiál jakýkoliv, všechny sochy Buddhy jsou v Thajsku posvátné, a i s touto je proto zacházeno jako s pokladem.   Když se tedy chrám časem změní ve zchátralou ruinu, je třeba sochu zachránit a umístit jinam! Od roku 1935 stojí […]
Bublifuk: Hračka starší, než by vás napadlo!
Že je bublifuk relativně moderní hračka?  Ale kdeže! Jeho historie sahá hodně hluboko do minulosti. Některé starověké civilizace, jako například Mayové, podle některých badatelů zřejmě používají techniky tvorby bublin pro zábavu a náboženské účely.   Vystačí si s přírodními látkami, jako jsou mízy různých dřevin nebo pryskyřice, s jejichž pomocí vytvoří směs vhodnou pro výrobu […]
Záhady a napětí
Fascinující záhada hadí bohyně: Koho zobrazuje tajemná minojská soška?
Nedaleko krétského hlavního města Heráklion se nachází palác Knóssos, údajné útočiště bájného Minotaura, kterého zde nechal uvěznit krétský král Minos. Právě po něm byla pojmenována civilizace, která rozsáhlý komplex vybudovala. Ve 20. století byly v paláci nalezeny dvě sošky žen, světu známé jako hadí bohyně. O žádném hadím kultu v době Minojské civilizace se ale dodnes […]
Jakubovo osuárium: Jde o důkaz, že měl Ježíš rodinu?
V roce 2002 se na veřejnost dostává předmět, který by mohl být jedním z nejvýznamnějších archeologických objevů souvisejících s křesťanstvím. Kamenná schránka na kosti, tzv. osuárium, nese nápis: „Jakub, syn Josefův, bratr Ježíšův“. Opravdu jde o důkaz existence Ježíšovy rodiny, nebo je to podvrh, který měl zvýšit cenu artefaktu?   Osuárium, které údajně pochází z […]
Česko má čtyři vodíkové stanice, většina zemí EU žádnou
Vodíková mobilita se stává jedním z klíčových prvků dekarbonizace dopravy. Ačkoli se o vodíkovém pohonu hovoří jako o slibné technologii budoucnosti, jeho rozvoj v Evropě zatím probíhá nerovnoměrně. Česká republika se však v této oblasti posunula vpřed – má již čtyři veřejné vodíkové stanice, zatímco většina zemí EU stále nemá žádnou. Podle analýzy webu cistadoprava.cz, […]
Diagnóza ze srdečního pulsu: Je možné vyčíst zdravotní stav pohmatem předloktí?
Srdeční puls je mnohem víc než známka toho, že jsme naživu. V tradiční medicíně dálného i blízkého východu z něj prý léčitelé umí vyčíst zásadní informace o stavu vnitřních orgánů a odhalit zdravotní problémy dříve, než se vůbec projeví. Jak pulzní diagnostika funguje? A je vůbec spolehlivá?   Pulsní diagnostika je obvykle spojována hlavně s […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Krejčíková konečně potvrdila očekávaný rozchod!
nasehvezdy.cz
Krejčíková konečně potvrdila očekávaný rozchod!
O tom, že není ve vztahu Anety Krejčíkové (33) a jejího přítele Ondřeje Rančáka (40) všechno v pořádku, hovořila hvězda seriálu UIice už dlouho a její podivný vztah se propíral skoro každý týden v b
Unikátní genová banka: Rostlinné dědictví české země
21stoleti.cz
Unikátní genová banka: Rostlinné dědictví české země
Desetitisíce sklenic uspořádaných v obřích lednicích. Konstantní teplota -18 °C. A uchované odrůdy pšenice až z roku 1917. Česká genová banka, jejíž provoz zajišťuje odborný tým CARC (Národní centrum
Koncertoval Chopin nejraději ve tmě?
historyplus.cz
Koncertoval Chopin nejraději ve tmě?
„Ještě tamty dvě vzadu,“ požádá nesměle klavírista o sfouknutí svíček a místnost se rázem ponoří do tmy. Vážení hosté usazení na židlích poněkud znervózní. „Co to na nás chystá?“ špitají si. Několik okamžiků je ticho, ale pak se ozvou první tóny překrásné melodie. Když je konec, všichni nadšeně tleskají, některé dámy utírají slzy dojetí.  
Tradiční velikonoční nádivka
tisicereceptu.cz
Tradiční velikonoční nádivka
Ta pravá, jako od babičky. Můžete ji jíst i jako přílohu nebo samostatný chod. Suroviny 250 g uzeného vařeného bůčku 1 veka 4 vejce 3 dl mléka 100 g pórku, cibulové nati, kopřiv, p
Vyčarujte si super figuru!
nejsemsama.cz
Vyčarujte si super figuru!
Pokud vám příroda nenadělila právě ideální postavu, rozhodně nezoufejte. S pomocí šikovných triků můžete vždy vypadat skvěle. Stačí zvolit správné kousky oblečení a zaměřit se na to, co je na vaší postavě hezké, i na výběr barev a doplňků. Někdy stačí jen málo, a hned se vám zvedne sebevědomí. Zapamatujte si pár základních rad pro různé typy postavy. Širší
Nadýchaný mazanec
panidomu.cz
Nadýchaný mazanec
Mazanec, vánočku, štolu a jakékoliv jiné tradiční pečivo si přece můžete udělat kdykoliv v roce! Suroviny 400 g polohrubé mouky 20 g droždí 70 g cukru krupice 1 vanilkový cukr 200 ml mléka 100 g másla 3 žloutky špetka soli 50 g rozinek rum na namočení rozinek vejce na potření 50 g mandlových lupínků Postup
Pranostiky a přírodní pozorování: Jak předpovídali počasí naši předkové?
epochaplus.cz
Pranostiky a přírodní pozorování: Jak předpovídali počasí naši předkové?
Dříve lidé neměli družice ani radary, ale dokázali předpovědět počasí s překvapivou přesností. Jaké triky používali a proč některé pranostiky fungují dodnes? Dříve lidé pozorovali oblohu, zvířata a měli po ruce pranostiky Jak to s plánováním podle předpovědi počasí měli naši předkové? Paradoxně byli na těchto informacích existenčně závislí více než my. Šlo jim o
Národní muzeum: Symbol národa bojuje s nedostatkem místa
epochanacestach.cz
Národní muzeum: Symbol národa bojuje s nedostatkem místa
Pohled vzhůru po Václavském náměstí najdeme na tisících fotografií, pohlednic i filmových záběrů. Monumentální budova Národního muzea shlíží na rušné prostranství pod sebou už více než sto třicet let a město si bez ní už dávno vůbec nedokážeme představit. Národní muzeum jako instituci měli Češi daleko dřív než budovu, kterou pod tímto jménem známe a
Rolls-Royce má vlastní šachovou sadu
iluxus.cz
Rolls-Royce má vlastní šachovou sadu
Společnost Rolls-Royce Motor Cars představuje šachovou sadu Rolls-Royce, moderní vyjádření jedné z nejuznávanějších strategických her na světě, která překračuje hranice kultur a generací. Hra je souča
Zázrak v Mariazell: Kdo zastavil osmanské vojsko?
enigmaplus.cz
Zázrak v Mariazell: Kdo zastavil osmanské vojsko?
Rakouské město Mariazell patří k nejoblíbenějším poutním místům v Evropě. V samotném Rakousku má tato lokalita status národní svatyně. V centru všeho dění je románská soška Panny Marie. Říká se jí Mag
Zářivý maják Syncline House
rezidenceonline.cz
Zářivý maják Syncline House
Maximálně průsvitné struktury, světlé a funkční materiály, efektivní technologie, ideální klima a komfort, dokonalý design. Jasně definovaný promyšlený projekt, nedávno dokončený týmem studia Omar Gandhi Architect ve složení Omar Gándhí, Peter Braithwaite, Elizabeth Powell, Devin Harper a Ozana Gherman, představuje ztělesnění veškerých požadavků na moderní soudobé bydlení. Pro rodinu movitého investora – pár se smíšenými
Ukázalo se, že můj manžel má osm dětí
skutecnepribehy.cz
Ukázalo se, že můj manžel má osm dětí
Všichni jsme mého muže Rudolfa léta považovali za tichého stydlína. Pak jsem se nestačila divit, když jsem zjistila, kolik jeho dětí po světě běhá. Inu, tichá voda břehy mele! Náš vztah byl v začátku hodně rozpačitý. Rudolf vysedával ve studovně naší knihovny, kde jsme já dělala knihovnici. Přišel, sotva pozdravil, když se mnou mluvil, tak celý
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz