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
Chemici z University at Albany představili nový anorganický materiál, který by se mohl stát součástí další generace pevných raketových paliv. Jmenuje se mangan-diborid (MnB₂) a podle laboratorních měření má energetickou hustotu výrazně nad stávajícími materiály – zejména ve srovnání s hliníkem, který se dnes běžně přidává do složení paliv pro pevné boostery. Tady jsou fakta: […]
Nové výstupy dlouhodobého monitoringu Státního zdravotního ústavu (SZÚ) ukazují, že česká populace napříč věkem trpí nedostatkem klíčových minerálů. Zatímco vápník chybí prakticky všem věkovým skupinám, u žen a seniorů se navíc často objevuje nízký příjem hořčíku. Naopak sodíku máme v jídelníčku spíš nadbytek.   Nedostatek minerálů Nízký příjem vápníku se výrazně týká seniorů. U lidí […]
Česká budoucnost netušených výpočtů začala. Na VŠB – Technické univerzitě Ostrava byl slavnostně spuštěn první český kvantový počítač. Jmenuje se VLQ, váží stovky kilogramů, pracuje při teplotě nižší než ve vesmíru – a otevírá zcela novou kapitolu vědy i průmyslu. V Ostravě, ve zdejším národním superpočítačovém centru IT4Innovations, se 23. září 2025 odehrál okamžik, který […]
Nenápadný kousek keramiky na prstu může nahradit hodinky, platební kartu i zdravotní deník. Niceboy ONE Ultra, první chytrý prsten s integrovanými platbami, přináší do světa nositelné elektroniky funkce, které zatím nikdo jiný nedokázal spojit. Na první pohled vypadá jako obyčejný elegantní doplněk. Váží jen pár gramů, v černém keramickém provedení působí spíše jako decentní šperk […]
reklama
Historie
Tasmánský král sýrů pocházel z Čech
Mladík, stojící na přídi zaoceánské lodi, s nadějí pozoruje blížící se australské břehy. V následujících desetiletích se nejen proslaví a zbohatne, ale především naučí protinožce milovat sýry.   Potomci sedláka Josefa Vyhnálka z Hnátnice nedaleko Letohradu ve východních Čechách mají život narýsovaný dlouho dopředu…Především nejstarší syn Milan Vyhnálek (1925–2013), od něhož se v souladu s tradicí očekává, […]
Cordouan: Udivoval král majáků luxusem i technikou?
Na skalnatém ostrůvku uprostřed zelenomodrých vod Biskajského zálivu se z moře tyčí bílá kamenná věž. Spojuje v sobě majestát katedrály, paláce a pevnosti. Jde o Cordouan, zřejmě nejkrásnější a nejpřepychovější maják světa. Uvnitř ukrývá královský apartmán i kapli s vitrážemi.    Jen dopravit sem stavební materiál je pořádná fuška. Cordouan se totiž nachází v ústí řeky Gironde, zhruba sedm […]
Zemětřesení jako boží trest? Ve zbožném Lisabonu zůstaly stát nevěstince!
Zoufalý Josef I. prochází troskami Lisabonu. Beznaděj bije do očí. Z tepajícího velkoměsta zbyla jen hromada sutin. „Je to snad boží trest?“ ptá se sám sebe šokovaný portugalský panovník.   Obyvatelé Lisabonu nemohli dospat. V kalendáři je 1. listopad, na který připadá Slavnost Všech svatých. „Lisabon neviděl hezčí ráno než onoho listopadového dne, slunce naplno zářilo, celé […]
Krvavý skrček dal jméno teroru
Velká Stalinova politická čistka v Sovětském svazu 30. let minulého století si vyžádala na milion obětí. Označením pro toto krvavé období je slovo, při jehož vyslovení dodnes běhá mráz po zádech – Ježovština.   Otec petrohradského rodáka Nikolaje Ivanoviče Ježova (1895–1940) je mistrem mnoha řemesel a dokáže se živit jako hudebník, malíř pokojů či vedoucí nevěstince. […]
Zajímavosti
Chattušaš: Jak padlo velkolepé město?
Sloupy dýmu stoupají k nebi a uličkami se ozývá zoufalý křik. Útoku divokých kmenů vyzbrojených železnými zbraněmi zdejší lid nedokáže vzdorovat. Výkladní skříň Chetitů počítá své poslední hodiny. Tak jsme si ještě nedávno představovali pád Chattušaše. Jenže novější výzkumy ukazují něco trochu jiného, mnohem záhadnějšího…   Francouzský archeolog Charles Texier (1802–1871) postává na kopci nad […]
Dentální nit: Od kdy ji používáme?
Už archeologické nálezy dokazují, že se naši dávní předkové zbavují nečistot mezi zuby pomocí tenkých špičatých větviček. Dnes máme větší komfort: k odstranění jídla a plaku z obtížně dostupných míst používáme dentální nit. A tu svou mají i opice!   Za vynálezce dentální niti je považován americký zubař Levi Spear Parmly (1790–1859), který už v […]
Aniva: Maják s atomovým osudem
Mlha tak hustá, že by se dala krájet. Nepřístupné pobřeží bičuje studený vítr, jemuž značně sekunduje chladná sprcha, kterou mají na svědomí mořské vlny tříštící se o skály. Veškerému marastu tiše přihlíží kdysi majestátní maják.   Skalnatý a těžko přístupný terén na jihovýchodě ruského ostrova Sachalin v severním Pacifiku nedaleko Japonska zdobí vytáhlá stavba. Anivský […]
Charleston, tanec smrti!
V polovině 20. let minulého století je na parketu fenoménem charleston. Ovšem zatímco jedni ho milují pro jeho nespoutanou energii, druzí ho odsuzují jako nevkusný a nemravný. Ve své prapůvodní podobě se sice tančí v newyorském Harlemu už kolem roku 1913, ale slávy se dočká až o 10 let později. Brzy ale získá pověst zabijáka. […]
Záhady a napětí
Víly Peri: Kde je jejich tajemná země?
Vysoko v horách Pákistánu údajně leží země, kam se smrtelníkům nevyplácí vstupovat. Říká se jí Peristan, tedy Země víl Peri. Údajně v ní žijí tajemné ochránkyně horských kozorožců markhorů a krásné nelítostné soudkyně, které unášejí lidi do svého zlatého hradu. Je Peristan skutečný nebo jde jen o strašidelnou legendu? A jak je to s jeho obyvatelkami?   Podle […]
Prastará svatyně v Makotřasech u Prahy: Odehrávaly se v ní děsivé rituály?
Je prý starší než anglické Stonehenge a egyptské pyramidy. Záhadná svatyně nedaleko od Prahy vzbuzuje otázky, na které se dosud nikomu nepodařilo najít odpověď. Byla to nejstarší observatoř v Evropě? Probíhaly zde brutální rituály? A proč se v této oblasti opakuje řada tragických dopravních nehod?   Když se v roce 1961 kopaly základy nové silnice z Prahy […]
Dům oběšených panenek: Záhadná expozice, která má šokovat?
Na první pohled klidná zahrada v malé vsi na Vysočině se mění v děsivou galerii. Mezi větvemi stromů se houpou desítky oběšených panenek, některé bez končetin, jiné s rozbitými tvářemi. Není divu, že tohle místo vyvolává otázky: jde o bizarní umělecký záměr, osobní démony majitele, nebo snad temné varování?   Dům, který stojí na okraji […]
Alchymista a rybníkář Jakub Krčín: Zahrával si s ďáblem?
Jakub Krčín, původem z chudého zemanského rodu, se ve službách Rožmberků vypracuje až na regenta a trvale se zapíše do dějin jako jeden z nejvýznamnějších českých rybníkářů. Podle některých pověstí za to ale nevděčí jen své píli. Občas mu prý při práci asistoval sám ďábel, se kterým se spolčil…   O lidech, kteří ve své […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Proč se britská vévodkyně Kate nebojí nosit i levné šperky?
epochaplus.cz
Proč se britská vévodkyně Kate nebojí nosit i levné šperky?
Když se Kate Middleton stala součástí královské rodiny, získala přístup k desítkám vzácných diamantů a historických klenotů. Přesto je na ní uvidíme jen při nejvýjimečnějších příležitostech. Místo nich často volí levné, dostupné nebo moderní šperky a rozhodně to není proto, že by drahokamy neměla ráda. Jde o promyšlenou strategii, díky které působí přístupně, moderně a
V našem domě jedna navíc
skutecnepribehy.cz
V našem domě jedna navíc
Manžel mě jeden den informoval, že si našel milenku, a hned následující den si ji k nám nastěhoval. Žila jsem roky v domnění, že náš manželský život je v pohodě. Bohužel jsem si to myslela jen já. Spokojený vztah skončil ze dne na den. Manžel mi jednoho dne sdělil, že miluje jinou. A ta je teď těhotná! Rovnou mi oznámil, že
Omlazující zázrak zvaný exosomy
nejsemsama.cz
Omlazující zázrak zvaný exosomy
Zní to skoro jako sen. Na scénu přichází inteligentní sérum, které aplikujete na obličej dvakrát denně, a ono ihned začne aktivně likvidovat nedokonalosti pleti. Revoluční novinka, která cloumá světem kosmetiky! Právě to je docela nenápadná pleťová péče s tzv. exosomy, jež dokáže takřka nahradit nákladné botulotoxinové či hyaluronové injekční zákroky. S buňkami komunikuje a aktivně je napravuje Exosomy jsou nosiči informací,
Šelma, která přechytračila pasti: první důkaz, že vlk použil nástroj
21stoleti.cz
Šelma, která přechytračila pasti: první důkaz, že vlk použil nástroj
V odlehlých končinách západní Kanady se odehrála scéna, kterou by ještě nedávno považovali biologové za nemožnou. Výzkumný tým pracující na území národa Heiltsuk položil na mořské dno pasti na invaziv
Proč kráska opustila hvězdného boháče Cruise?
nasehvezdy.cz
Proč kráska opustila hvězdného boháče Cruise?
Herec z filmu Rain Man, Tom Cruise (63), skončil zase sám, bez lásky! Jeho přítelkyně, kubánsko-španělská herečka Ana de Armas (37), ho po devíti měsících opustila. Údajně vyprchala jiskra a milen
Plakala císařovna pro svého soudce Ti?
historyplus.cz
Plakala císařovna pro svého soudce Ti?
Po tváři čínské císařovny Wu se koulí slzy jako hrachy…Její oblíbenec, ministr Ti Žen-ťie, muž činu, který se dokázal ohánět slovem v soudní síni stejně jako mečem v případě ohrožení a nejedou jí dobře poradil ve státnických záležitostech, právě odešel na věčnost.   „Nemůže být falešná?“ ptá se Chung Liang svého pána, který pozoruje velkou
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
panidomu.cz
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
Zveme všechny příznivce lákavého vánočního nakupování a báječné vánoční atmosféry na výstaviště do Letňan PVA EXPO PRAHA, kde proběhne již 16. ročník veletrhu STŘÍBRNÉ VÁNOČNÍ DNY. Tento veletrh dárků, dekorací a spotřebního zboží je pořádán uvnitř výstavní haly a nabízí kromě báječných nákupů všeho druhu také příjemnou relaxaci a občerstvení u velkého vánočního stromu za
Řeka Sambatjon: Byl smrtící vodní živel skutečný?
enigmaplus.cz
Řeka Sambatjon: Byl smrtící vodní živel skutečný?
Rozbouřený říční tok s mohutnými peřejemi je děsivý a neúprosný. Jeho vroucí vody ode dna odpoutávají obrovské těžké balvany a zuřivě jimi vrhají do vzduchu. Vymrštěné kameny pak dopadají na každého,
Melounový drink
tisicereceptu.cz
Melounový drink
A abyste měli všechny ty dobroty čím zapít, tak si umíchejte skvělý nápoj. Melounový drink je tou pravou tečkou na závěr. Na zdraví! Ingredience 60 ml světlého rumu 2 limety 12 až 14 lístků má
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
epochanacestach.cz
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
Zveme všechny příznivce lákavého vánočního nakupování a báječné vánoční atmosféry na výstaviště do Letňan PVA EXPO PRAHA, kde proběhne již 16. ročník veletrhu STŘÍBRNÉ VÁNOČNÍ DNY. Tento veletrh dárků, dekorací a spotřebního zboží je pořádán uvnitř výstavní haly a nabízí kromě báječných nákupů všeho druhu také příjemnou relaxaci a občerstvení u velkého vánočního stromu za
Sklo jako působivý architektonický materiál
rezidenceonline.cz
Sklo jako působivý architektonický materiál
Velkoplošné prvky ze živého transparentního materiálu stavbu osvěžují, propouštějí do jejího nitra spoustu světla, a tím zlepšují kvalitu vnitřního prostředí. Navíc významně ovlivňují vzhled budovy. Tak jako dřevo a kámen v konstrukčních řešeních zdařile zastupuje ocel, výplně z cihelného či jiného zdiva zase velmi působivě nahrazuje sklo. Jeho vizuálního benefitu v podobě zrcadlení oblohy i
Birkin Jane Birkin míří do dražby – a její hodnota je hlubší než ta finanční
iluxus.cz
Birkin Jane Birkin míří do dražby – a její hodnota je hlubší než ta finanční
Když se na aukci objeví Hermès Birkin, ceny běžně stoupají do statisíců dolarů. Ale když jde o kabelku, kterou desítky let nosila sama Jane Birkin, přidává se k finanční hodnotě ještě jedna – emocioná
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