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.

Související články
Světově uznávaný botanik a vědec Roman Pavela přichází s trojicí nových bylinných čajů, které spojují tradiční znalosti s moderním výzkumem. Směsi zaměřené na duševní pohodu, trávení a hubnutí i ženské zdraví. Všechny čaje mají vědecky ověřené účinky a navazují na předchozí úspěšné produkty, které si získaly oblibu nejen mezi milovníky bylin.   Vědec Roman Pavela, […]
Moře a oceány ani zdaleka nejsou oázou ticha. Ani nemohou být. Život se tu už od svých počátků učil využívat zvuky k orientaci a komunikaci. Fungovalo to dobře, dokud nepřišel člověk se svou technikou. Vojenské sonary a vzdušná děla přinesly hluk takové úrovně, že ohrožuje vše živé od planktonu až po velryby.   Za celý problém […]
Křehké, chutné, plné vitamínů a antioxidantů – klíčky si v posledních letech našly pevné místo ve zdravé kuchyni. Nový český výzkum nyní přináší převratnou inovaci v jejich pěstování. Vědecký tým z CARC vedený Ing. Eliškou Kováříkovou, Ph.D. objevil způsob, jak klíčení spojit s fermentací pomocí mléčných bakterií.   Výsledkem jsou klíčky s delší trvanlivostí, ochranou proti kontaminaci a […]
Česko míří ke hvězdám a s ním i major Aleš Svoboda, první český astronaut, který se vydá na Mezinárodní vesmírnou stanici. Vláda jeho misi schválila jako víc než jen historický okamžik. Nejde jen o symbol, ale o „konkrétní krok k posílení českého průmyslu a vědy, kdy každá koruna investovaná do vesmíru se mnohonásobně vrátí. Těch […]
reklama
Historie
Děsili Vikingové křesťany nahotou?
„Je tomu skoro 350 let, co jsme my a naši praotcové osídlili tuto nádhernou zemi, ale nikdy předtím nedocházelo k takovému teroru, jakému my nyní čelíme ze strany pohanů,“ pohoršuje se středověký vzdělanec Alcuin z Yorku…V roce 793 zaútočili na klášter Lindisfarne u anglických břehů Vikingové.   Severští bojovníci z oblasti dnešní Skandinávie se zjevují […]
Utápěl Toulouse-Lautrec svůj komplex v absintu?
Pařížský Moulin Rouge hučí jako úl. Ve vzduchu je cítit směs kouře, alkoholu a parfémů. V rohu, trochu bokem od ostatních, posedává malý shrbený mužík s kulatými brýlemi a velikým nosem. V jedné ruce svírá skicák, ve druhé skleničku absintu.   Francouzský malíř a potomek starého aristokratického rodu Henri de Toulouse-Lautrec (1864–1901)  trpí od narození celou škálou nejrůznějších […]
Černovická rezidence: Pedant Hlávka kontroloval každou cihlu
Patří mezi sedm novodobých divů Ukrajiny. Řeč je o obřím černovickém areálu, za jehož vznikem stál slavný český architekt Josef Hlávka. Ten si na něm dal mimořádně záležet.   S nesmírným zápalem rozkládá architekt Josef Hlávka (1831–1908) na stůl plány na stavbu velkolepé budovy. V kalendáři je březen 1861, když bukovinskému metropolitovi Evženu Hackmannovi (†1873) předloží první […]
Knihu o lovu stvořil Pyrenejský lev
Jelen je nejšlechetnější z lovných zvířat a jeho lov je vyhrazen pouze králům a šlechtě. Naopak poddaní smějí lovit jen škodnou – tedy vlka či lišku – nebo do pastí chytat tažné a drobné ptactvo. I toto doporučení zmiňuje překrásná Kniha o lovu od Gastona Phébuse, která je ale mnohem víc než jen příručkou pro […]
Zajímavosti
Sam Altman: Muž, který vypustil džina z lahve
Novináři se předhánějí v katastrofických scénářích. Objevují předpovědi, které slibují milionům lidí, že umělá inteligence ohrozí jejich práci. Mění se práce učitelů, copywriterů i žurnalistů samotných. A to vše, s trochou nadsázky, kvůli jednomu muži.   Narozeninová party je v plném proudu. Dort s osmi svíčkami vzbudí velký potlesk a malý Samuel Harris Altman (*1985) ze St. Louis v […]
Modrá díra: Přírodní zázrak i smrtící past
Na moři patří k nejfotogeničtějším útvarům. Vznikají nejčastěji zřícením stropu jeskyní ve vápencovém podloží nebo korálových ostrůvcích. Rodí se už v době ledové, kdy je hladina moří o 100 metrů nižší a vápencový terén v klidu ohlodává eroze. Když pak hladina opět stoupne, dojde k propadu oslabených stropů a následnému zatopení dutin. Jaké jsou ty […]
Kimono: Ta nejlepší mohou stát miliony!
Původně slovo kimono znamená „něco na sebe“, prostě oblečení, později se začne užívat pro konkrétní typ tradičního oděvu. Rovně střižené roucho ve tvaru T, sahající ke kotníkům, opatřené límcem a širokými rukávy, které se utahuje kolem těla pomocí dlouhého pásu zvaného obi. Tradičně je z hedvábí nebo saténu, byť ty levnější dnes bývají i ze […]
Záhada jediné vraždy na jižním pólu
Polární stanice Amundsen-Scott je umístěná 100 metrů od jižního pólu. Polárníci zde tráví čas už od roku 1956, kdy první budovy postaví osmnáctičlenná skupina amerického námořnictva.   Od té doby zde léto tráví  přes 200 výzkumníků, v zimě je zde jen něco mezi 50 a 90 lidmi. Taky není o co stát, průměrná teplota je přes […]
Záhady a napětí
Podivná Dubčekova smrt: Skutečně šlo jen o nehodu?
Alexander Dubček (1921–1992) je jedním z nejznámějších československých politiků 20. století. Mezinárodní veřejnost si ho pamatuje jako tvář Pražského jara, období politického uvolnění v roce 1968, kdy se pokouší prosadit takzvaný „socialismus s lidskou tváří“. Život známého politika končí náhle v roce 1992. Skutečně šlo jen o tragickou nehodu?   Dubčekův politický vzestup začíná po druhé […]
Tajemství hory Velíz: Boj pohanství s křesťanstvím?
Magický kopec u Křivoklátu možná ukrývá bránu mezi světy. Na hoře Velíz se podle legend setkávaly dvě víry – pohanský kult a nastupující křesťanství. Dodnes zde stojí zbytky románské kaple a pod jejími základy údajně leží pohanské obětiště. A co znamenají podivné ohně objevující se za letních nocí?   Na první pohled nenápadný kopec leží […]
Agresivní a útočná lukwata: Co se skrývá pod hladinou Viktoriina jezera?
V oblasti afrického Viktoriina jezera je stále živý příběh o vodní příšeře. Říká se jí lukwata. Folklorní příběhy ji popisují jako útočného agresivního tvora, který se nerozpakuje napadnout menší čluny na jezerní hladině. Je to jen báje, nebo se jedná o jedno z posledních velkých tajemství Afriky?   Pod vodou se k pobřeží blíží zlověstný stín. […]
Italská sekta Beati Paoli: Chránila, nebo vykořisťovala?
Ve dne putují od kostela ke kostelu v mnišském rouchu a v noci se zase scházejí v podzemí Palerma a spřádají temné plány. Jsou odhodláni mstít se za bezpráví, jehož se vlivní bohatí dopouštějí na chudých a slabých obyvatelích města. Alespoň tak společenství Beati Paoli líčí některé pověsti. Existovalo vůbec? A bylo jejich cílem skutečně […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Bydlení s pocitem volnosti mořeplavců
rezidenceonline.cz
Bydlení s pocitem volnosti mořeplavců
Skalnaté pobřeží Indického oceánu inspirovalo tvůrce ze studia SAOTA k vytvoření rezidence, jež svým tvaroslovím i použitými materiály ctí krásu tamější neporušené přírody. Fascinující luxus, sochařská dokonalost, strohost interiéru 3. tisíciletí – to vše nás napadá, když vstupujeme do rezidence vybudované na skalním útesu na pobřeží Indického oceánu. Panenský pozemek v zátoce nazvané prostě Cove
Tajemství agrosymbolů: Od jednoduchých kruhů ke složitým systémům
enigmaplus.cz
Tajemství agrosymbolů: Od jednoduchých kruhů ke složitým systémům
V 70. letech minulého století začínají lidé monitorovat agrosymboly. Tehdy jsou v polích zaznamenávány především jednoduché útvary ve tvaru kruhu nebo elipsy. Z nich se však agrosymboly postupem ča
Faraoni v oáze Fajjúm: Vybudovali tu i obří labyrint?
historyplus.cz
Faraoni v oáze Fajjúm: Vybudovali tu i obří labyrint?
Faraon se rozhlíží po okolí a kochá se výhledem na oázu Fajjúm. To, co zde spolu s předky dokázali vybudovat, je neskutečná nádhera. Nejenom pozlátko je však důležité. Zdejší půda navíc dokáže zasytit hodně hladových krků, a to ještě mnoho let po Amenemhetově smrti.   Nezkrotný Nil každoročně ukazuje svou sílu. Rozbouřené vody se nezastaví
Pohanková mouka se hodí na leccos
panidomu.cz
Pohanková mouka se hodí na leccos
Možná jste jí ještě nedali šanci, ne proto, že byste nechtěli, ale prostě nevíte, co s ní. Ono není divu, na trhu s moukami roztrhl pytel a vyznat se v nich úplně lehké není. Ale vyzkoušet pohankovou mouku smysl má, protože kromě skoro všestranného použití má i další výhody. Například zdravotní. *Má nízký glykemický index, což znamená, že
Žárlivost mi ničí štěstí!
skutecnepribehy.cz
Žárlivost mi ničí štěstí!
Znaly jsme se od školy a byly jsme kamarádky na život a na smrt. Nikdy by mě nenapadlo, že mi nepřeje můj kousek štěstí. Seděly jsme spolu od základky a hned jsme se staly nejlepšími kamarádkami. Protože měla přísné rodiče, kteří ji nikam nechtěli pouštět, dělala jsem jí často alibi. Udělala ze mě spolupachatele Když jednou moji
Aplikace Molecula usnadní orientaci v lécích
iluxus.cz
Aplikace Molecula usnadní orientaci v lécích
Česká technologická skupina Channel Lab uvádí na trh aplikaci Molecula. Nástroj má usnadnit užívání a dávkování léků v rodině, ohlídá i nežádoucí interakce. Brzy nabídne i kontrolu kvality potravinový
Batáty jako zdravá mňamka na talíři
tisicereceptu.cz
Batáty jako zdravá mňamka na talíři
Určitě jste je v některém obchodě už zahlédli. Nevypadají zase tak lákavě, ale možná, až je vyzkoušíte, nebudete litovat. Sladké brambory (povijnice batátová) pocházejí ze Střední Ameriky z oblasti
Melounový džem
nejsemsama.cz
Melounový džem
Džem z vodního melounu je netradiční pochutinou, která překvapí svou skvělou chutí. K zavařování je nejvhodnější ještě nedozrálý meloun. Potřebujete: ✿ 2 kg melounové dužiny ✿ 400 g třtinového cukru ✿ 2 citrony ✿ 4 balení ovocného pektinu ✿ hrst malin 1. Z melounu vydlabejte dužinu, zbavte ji jadérek a nakrájejte na menší kousky. Odvažte 2 kg, dejte je do
Sicílie, tam se žije!
epochanacestach.cz
Sicílie, tam se žije!
Láká vás vyrazit na Sicílii? Už staří Římané věřili, že právě tam, v jícnu sopky Etny, bydlí bůh ohně – kovář Vulcanus. Buší do kovadliny a tím vyvolává zemětřesení, které pak zase utišuje. Udělejte si sem výlet a přesvědčte se na vlastní oči. Navzdory občasným otřesům země se na Sicílii výborně uchovaly starověké antické památky. Třeba
Proč je rakovina srdce naštěstí velmi vzácná?
21stoleti.cz
Proč je rakovina srdce naštěstí velmi vzácná?
Rakovina se může vyvinout kdekoliv v těle, protože každá tkáň či orgán se skládá z miliard buněk a jejich nekontrolovatelným dělením může dojít k rozvoji rakovinného bujení. Existují však části těla,
Obrat a veselka Pawlowské na spadnutí?
nasehvezdy.cz
Obrat a veselka Pawlowské na spadnutí?
Platí snad i v tomto případě rčení „každé zlo k něčemu dobré“? Spisovatelka a moderátorka Halina Pawlowská (70) bojuje s obrovskými zdravotními problémy. Nyní dokonce má být závislá na kyslíkové ma
Tradwifes: Návrat „dokonalých“ hospodyněk aneb Nový trend, který ovládl sociální sítě
epochaplus.cz
Tradwifes: Návrat „dokonalých“ hospodyněk aneb Nový trend, který ovládl sociální sítě
Na sociálních sítích, především TikToku, se šíří trend, který velebí roli tradiční manželky. Ta se stará o domácnost, děti a manžela, vaření a uklízení ji dokonale naplňují, a ještě přitom perfektně vypadá. Fenomén vyvolává obdiv milionů sledujících, stejně jako kritiku. Dorazí i k nám do České republiky, nebo je jeho podstata příliš vzdálená naší realitě?
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