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
Tělesná vůně je tichý, ale silný průvodce našich každodenních setkání. Podle 95 % Čechů ovlivňuje první dojem víc, než si uvědomujeme. Přesto mnozí z nás zanedbávají pravidelnou péči o svěžest. Co všechno za tímto fenoménem stojí a jak se na osobní hygienu díváme v porovnání se zahraničím?   Podle nejnovějšího průzkumu společnosti Unilever, lídra kategorie deodorantů, pod […]
Světlušky zná snad každý – ať už z Broučků Jana Karafiáta, anebo z procházek večerní krajinou. Zpravidla z nich však vidíme jen světélka poletující letní nocí – jak vypadají dospělci (či dokonce larvy) většina lidí vůbec netuší. Pro to a dalších „21“ důvodů vyhlásila Česká společnost entomologická v roce 2025 Hmyzem roku právě světlušky.   V naší […]
Na observatoři vysoko v chilských Andách odstartoval desetiletý projekt, který promění naše vnímání vesmíru. Nový teleskop s největší digitální kamerou na světě zveřejnil první snímky a ukázal, co všechno nás čeká. Na vrcholu Cerro Pachón v Chile se 23. června 2025 otevřely dveře do nového věku astronomie. Dalekohled Vera C. Rubinové za 810 milionů dolarů, vybavený […]
Představte si robota, který se sám orientuje v temném podzemí, analyzuje stěny tunelu a rozpozná člověka i nečekanou trhlinu. Ne, to není sci-fi – to je JULBOT. A právě takoví roboti se dnes učí pracovat v podzemní laboratoři ČVUT. Moderní stavebnictví se posouvá hluboko pod zem – a s ním i technologie, které mu pomáhají. […]
reklama
Historie
Italské Versailles krášlí sochy z Pompejí
„Už sám palác stojí za návštěvu Itálie,“ skládá francouzský malíř Richard de Saint-Non hold jedné z nejvelkolepějších královských rezidencí světa. Na mysli má Casertu, sídlo vybudované nedaleko Neapole, jež velikostí a nádherou soupeří s Versailles.   Neapolský panovník Karel VII. (1716–1788) pozvedne krabičku s medailony královských podobizen a vloží ji do připraveného otvoru. Před zraky tisíců přihlížejících […]
První pasažéři vlaku si ani nesedli
„Už jedou! Už jedou!“ mává jezdec na koni praporkem, když kluše po železničních pražcích. Za ním supí lokomotiva Active, která později v historii vyfasuje označení Lokomotiva č. 1. Je totiž úplně první, která sveze cestující.   Úterý 27. září 1825 je mimořádně významný den. Železniční inženýr a konstruktér parních lokomotiv George Stephenson (1781–1848) se rozhodl […]
V bitvě u Cassana utrpěl Evžen Savojský jedinou porážku
Je to pro něj jako hra kočky s myší. Tu předstírá ústup, jindy zase útok, aby soupeře oklamal. Jen jedinkrát to princi Evženovi Savojskému nevyjde podle jeho představ…   Po smrti bezdětného krále Karla II. (1661–1700) se v Evropě rozhoří válka o španělské dědictví. Bojuje v ní Francie proti alianci tvořené habsburskou monarchií, potažmo Svatou […]
Bílá věž: Hradecká dominanta má popletené hodiny
Na výšku měří přes 70 metrů a z jejího ochozu se otevírá pohled na celý Hradec Králové, Orlické hory i Krkonoše. V útrobách Bílé věže se ukrývá jeden z největších zvonů u nás, který byl odlit mnohem dříve, než se vůbec podařilo dominantu východočeské metropole dostavět!   Hradec Králové, který si letos připomíná již 800 […]
Zajímavosti
WindRunner: Největší král nebes
Lidé zvedají pohled k nebi. Někteří ukazují prstem, jiní vzrušeně šeptají. Je to pták? Je to Superman? Ne – je to letadlo! Ale jaké! V reklamních sděleních se o něm bez ostychu tvrdí, že je největším, jaké kdy člověk vyrobil! A při pohledu na jeho parametry jim musíme dát za pravdu!   Na počátku je Američan Mark […]
Jak funguje Efekt Streisandové?
Zdá se, že stejně jako existují zákony fyzikální, existují i zákony sociální, které jsou za daných podmínek platné vždy a všude. Zejména, když se nám to hodí nejméně.   Jedním z takových zákonů je Efekt Streisandové, což je sociální fenomén, jehož poučka by mohla znít: „Čím víc něco budete tlačit do stínu, tím víc na […]
Dřevěný louskáček: Ikona Vánoc i symbol štěstí
U nás známe louskáček především jako kovový nástroj na ořechy. Ve světě jsou ale s vánočním obdobím pevně spojeny dřevěné figurky „louskáčků“, které slouží jako oblíbené dekorace. Jejich původ můžeme vystopovat až do německé oblasti Krušných hor.   Dřevěné postavičky, které rozlousknou ořechové skořápky ve svých ústech, původně slouží jako symbol štěstí a ochrana proti […]
Vatikánská apoštolská knihovna: Skvost plný pokladů
Pro někoho noční můra, pro jiného splněný sen. Úzké uličky připomínají zapeklitý labyrint, z něhož není úniku. Regály, které údajně měří několik kilometrů, zaplňují zaprášené knihy.   Její historie sahá až do 4. století, tehdy ale není schraňování knih organizováno, a tak jde spíše o soukromé sbírky Svatých otců. Takový Bonifác VIII. (1235–1303) vlastní velký počet […]
Záhady a napětí
Nemoc duchů: Stará kletba z indiánských plání?
Co když slabost, horečka nebo ztráta vůle žít nepramení z nemoci těla nebo duše, ale z temného stínu, který se na nás přilepí? Takovou otázku si kladou indiáni napříč celou Severní Amerikou, a jejich odpověď je jasná: Je to možné, a jde o takzvanou nemoc duchů!   Původní obyvatelé Ameriky, zejména kmen Navahů, obecně věří, že duchové […]
MÝTY A RITUÁLY: S bohyní Mokoš na křídlech víl
Když je ze země cítit vláha a nohy se začnou jemně bořit do mokré půdy, nastává chvíle, kdy do života vchází slovanská bohyně Mokoš. A tak se připravte zapustit kořeny, protože Mokoš přináší dary samotné matky Země.   Staroslovanská bohyně Mokoš je vládkyní přírody, úrody, léčení a plodnosti země. Jak už její jméno napovídá, vychází […]
Konec světa v roce 2060: Co věděl Newton?
Sir Isaac Newton. Jméno, které dnes symbolizuje vědeckou racionalitu a takové objevy, jakými je například gravitační síla. Jen málokdo ale tuší, že v soukromí se Newton věnoval alchymii, astrologii či náboženství, a že byl posedlý předpověďmi budoucnosti. Opravdu takto dokázal stanovit rok, kdy přijde konec světa?   Ve dne badatel, v noci mystik. I tak by se […]
Kam zmizel nacista Hans Kammler?
Hans Kammler (1901–?) je jednou z nejzáhadnějších postav nacistického režimu. Jako generál Waffen-SS má na starosti klíčové projekty Třetí říše, zejména výstavbu koncentračních táborů včetně plynových komor a krematorií. Je také zapojen do vývoje tajných zbraní a raketových technologií, což z něj činí mimořádně cenný zdroj informací pro poválečné mocnosti. Co se s ním ale stalo? […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Pupínky ze stresu? Ne, díky, vy volíte klid
nejsemsama.cz
Pupínky ze stresu? Ne, díky, vy volíte klid
Stres si umí dupnout pěkně nahlas a umí se nenápadně podepsat i na pleti, která potom vypadá, jako by si vzala dovolenou bez ohlášení. Jedním z nejviditelnějších projevů stresu může být zhoršení stavu pokožky. S vyrážkou či akné ze stresu se potýká mnoho lidí, aniž by tušili pravou příčinu. Signál stresu? Za vyrážkou ze stresu
Můj pejsek tušil, že se blíží neštěstí
skutecnepribehy.cz
Můj pejsek tušil, že se blíží neštěstí
Ten den jsem si chtěla užít naplno. Nejprve jsem vyrazila na procházku s pejskem, pak jsem si chtěla vychutnat kávu v kavárně. Můj pes byl ale zásadně proti. Jako každé ráno jsem vstala, udělala si pomerančový džus a z lednice vyndala jogurt. Po celou dobu se mi pod nohama pletl náš pes Rudy. Jako obvykle čekal na příděl voňavých
LUHAČOVICKÉ INTERMEZZO
epochanacestach.cz
LUHAČOVICKÉ INTERMEZZO
V turisticky oblíbených Luhačovicích se v Kulturním centru Elektra uskuteční první poprázdninové HOVORY W. Nejen místní minerální vodu budou se skvělým Otakarem „Ťuldou“ Brouskem popíjet pánové Jiří Werich Petrášek, Pavel Mészáros a Karel Štolba. A vše proběhne s láskou a humorem.  
Češi ví, jak na recyklaci! Poradí si i s magnety do elektroaut
21stoleti.cz
Češi ví, jak na recyklaci! Poradí si i s magnety do elektroaut
Plasty jdou do žlutého kontejneru, papír zase do modrého. Třídění odpadu je považováno za základ zdárné recyklace. Nicméně ta se netýká jen plastových lahví nebo hromady starých novin. Některé její fo
Metodějova žáka z Velké Moravy vyhnali
historyplus.cz
Metodějova žáka z Velké Moravy vyhnali
Na Velké Moravě ho uvěznili, mučili a nakonec odtud musel odejít. Nový domov najde Kliment Ochridský v Makedonii. Díky podpoře bulharského knížete vytvoří na břehu Ochridského jezera centrum slovanské vzdělanosti a kultury. Byl žákem Konstantina (826/827–869) a Metoděje (815–885) a stejně jako oni patří mezi sedmipočetníky (slovanské svaté). V letech 860–861 oba bratry doprovázel na
Z druhé svatby s Langmajerem nic nebude?
nasehvezdy.cz
Z druhé svatby s Langmajerem nic nebude?
Tohle asi herec ze seriálu Specialisté Jiří Langmajer (59) nečekal! V nedávném rozhovoru se rozbásnil o své manželce, hvězdě seriálu Ulice Adéle Gondíkové (51). Prozradil svůj plán zopakovat si s ní
Co doma mít nemusíte?
panidomu.cz
Co doma mít nemusíte?
Škodliviny! Uvolňují se do vzduchu a pak je dýcháme. Jsou ve stavebních materiálech, nábytku a elektronice, tedy ve vybavení, bez nějž se neobejdeme. Další se ale v bytě hromadí spíš kvůli naší nepozornosti nebo pohodlnosti. A ty omezit lze. Nejjednodušší je snížit v domácnosti množství škodlivin, které tam přibývají každodenním provozem. Plísně z vlhkosti Hromadění
Breitling vstupuje do NFL: luxusní čas se potkává s americkým fotbalem
iluxus.cz
Breitling vstupuje do NFL: luxusní čas se potkává s americkým fotbalem
Švýcarský hodinářský gigant Breitling oznámil průlomovou spolupráci s National Football League (NFL). Partnerství na několik let dopředu dělá z Breitlingu oficiálního globálního partnera a prvního lux
Chřest s holandskou omáčkou
tisicereceptu.cz
Chřest s holandskou omáčkou
Jeden z nejklasičtějších receptů světové gastronomie. Možná vám omáčka nevyjde napoprvé úplně skvěle, je to výzva! Suroviny na 4 porce 3 žloutky 50 ml vývaru 50 ml bílého vína bílý pepř, sůl
Matematika v říši zvířat: Mají zvířata skryté početní schopnosti?
epochaplus.cz
Matematika v říši zvířat: Mají zvířata skryté početní schopnosti?
Zvířata číslům a počítání skutečně rozumějí. Doby, kdy se předpokládalo, že pouze člověk disponuje tak komplexní kognitivní schopností, jsou dávno pryč. Dokonce i zvířata s velmi malým mozkem jsou schopna početních úkonů, i když v některých případech založených hlavně na odhadu čísel, který ovšem bývá ve značném množství případů správný. Tato fascinující zjištění otevírají nové
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
Země musí být varována! Co stálo za zhroucením významné vědkyně?
enigmaplus.cz
Země musí být varována! Co stálo za zhroucením významné vědkyně?
Claudie Haigneré je uznávaná vědkyně. Coby první Francouzka, která se podívala do kosmu, se dlouhá léta těší vysoké popularitě. Pak ale přichází rok 2008. Žena je po kolapsu, během něhož vykřikuje pod
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