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
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 […]
Toyota Motor Europe ve spolupráci se společnostmi Hydrogen Refueling Solutions (HRS) a ENGIE přináší revoluci v tankování vodíku. Nová technologie Twin Mid Flow, která umožní bleskové doplnění paliva jak pro lehká, tak těžká vozidla, bude testována v rámci projektu RHeaDHy, financovaného z prostředků EU. Jedním z hlavních problémů rozvoje vodíkové infrastruktury je rychlost tankování – […]
reklama
reklama
Historie
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 […]
Musel si Karel IV. na nejvyšší poctu počkat?
Moc římského krále už nemůže být větší, ale dá se přece jen ještě o něco vylepšit. Titul císaře je symbolický, ale znamená dosažení nejvyššího postavení, o jakém může smrtelník snít. A Karel IV. dokáže mít velké sny!   Český panovník Karel (1316–1378) je už od roku 1346 římským králem, ale císařský titul, který by znamenal […]
První athénský tyran si vylepšoval image pořádáním her
Vyhodíte ho dveřmi, vrátí se oknem. Tak by se dala charakterizovat politická kariéra Řeka Peisistrata, který se teprve na třetí pokus prosadil a stal se v období antiky historicky prvním athénským tyranem.   Píše se rok 546 př. n. l., když se Peisistratos rozhodne chopit moci v Athénách – už potřetí. Jeho předchozí dva pokusy […]
Ruský da Vinci neunikl stalinským čistkám
Soudní tribunál nijak netrápí, že před ním stojí jeden z nejbrilantnějších vědců a filozofů tehdejší doby. „Odsuzuje se k smrti,“ zní verdikt. Životní cesta ruského da Vinciho tak končí na popravišti a jeho tělo v hromadném hrobě.   Své matematické i duchovní zaměření Pavel Alexandrovič Florenskij (1882–1937) podědil. Mezi předky má ortodoxního kněze, otec je železničním inženýrem. Po […]
Zajímavosti
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 […]
V zajetí biorytmů: Řídí celý náš život?
Jakmile se narodíme, začíná se údajně odvíjet pravidelný cyklus biorytmů, který bude oscilovat ustáleným způsobem celým naším životem.   Každý z našich dnů, všechny významné propady, které nejsou zaviněné zvenčí, i naše osobní úspěchy, vše má jasnou periodu: 23 dní trvá fyzický cyklus, 28 emoční a ten intelektuální je pro změnu 33denní. A kdo je schopný […]
Heinrich Kramer: První papežem jmenovaný lovec čarodějnic
Německý dominikánský mnich Heinrich Kramer (?1430–1505) se z pověření papeže stává prvním oficiálním lovcem čarodějnic na plný úvazek. Má přivádět zbloudilé zpět k pravé víře, což se však v jeho podání zvrhne v masakr plný mučení a upalování.   Je mu 45 let, když si v roce 1475 doslova vynutí jmenování inkvizitorem řádové provincie Alemannia, […]
Krví nasáklý Hotel Cecil: Tady si ubytování raději nerezervujte!
Hosté opakovaně urgují recepční. Stěžují si na kvalitu hotelové vody. Vedení to zprvu neřeší a nespokojenost připisuje na vrub zhýčkanosti. Po několika týdnech přeci jen vyšlou údržbáře zkontrolovat vodní nádrž. A ten v ní objeví mrtvolu!   Komplex uprostřed Los Angeles nese až do roku 2011 název Hotel Cecil a znalí turisté se mu raději […]
Záhady a napětí
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 […]
Bumerang z Obłazowa: Je záhadná létající zbraň stará 20 tisíc let?
Bumerang je spojován s australskými domorodci, avšak používali ho i obyvatelé starověkého Egypta nebo třeba Navahové v Severní Americe. Nejstarší bumerang na světě pak pochází od našich polských sousedů: Byl nalezen v jeskyni Obłazowa v polské části Karpat. Opravdu by mohl být starý neuvěřitelných 20 000 let?   V roce 1985 se skupina polských archeologů […]
Tajemný Klášterec nad Orlicí: Ďáblové pod omítkou svatostánku?
Kostel Nejsvětější Trojice najdeme v podhůří Orlických hor, v obci Klášterec nad Orlicí. Historie tohoto původně gotického kostela sahá hluboko do minulosti. Uvnitř kostela, v oblouku mezi kněžištěm a chrámovou lodí, nacházejí restaurátoři nápis: ,,Chrám tento Nejsv. a nerozdílné Trojice Boží vystavěn jest v Létu 453 od Narození Božího“. Je tedy možné, že se může jednat o […]
Mají obrazy nizozemského umělce vymývat mozek?
Za abstraktními liniemi a geometrickými vzory Pieta Mondriana se podle jisté konspirační teorie skrývá něco víc než jen malířova snaha zachytit krásu jednoduchosti. V jeho obrazech jsou prý zašifrovaná podprahová sdělení, která mají přeprogramovat mozek diváka. Kolik pravdy na takovém tvrzení může být?   Smyslem umění je na člověka nějak zapůsobit, vyvolat emoce a přimět […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Psychologická zrcadla: Jak Rorschachův test odhaluje naše skryté já
epochaplus.cz
Psychologická zrcadla: Jak Rorschachův test odhaluje naše skryté já
Jednou z nejznámějších psychologických testovacích metod je Rorschachův test, který vznikl před více než stoletím. Můžou osově souměrné barevné kaňky pomoci odhalit, co nás trápí nebo jací jsme? Netopýr? Netopýr s děravými křídly? Můra? Maska? Vydlabaná dýně na Halloween? Ženská postava bez hlavy? Válečná loď a její odraz na hladině? Anděl? Dva lidé útočící na třetího uprostřed?
Průhonický park: Nejlepší reklama na přírodu
epochanacestach.cz
Průhonický park: Nejlepší reklama na přírodu
Příroda je krásná sama o sobě, ale když má někdo cit, dokáže ji ještě vylepšit. Zámecký park v Průhonicích u Prahy je toho nejlepším důkazem. Obec Průhonice u Prahy sice leží oficiálně už ve Středočeském kraji, i když doslova jen o pár metrů, ale přesto vyhlášený Průhonický park můžeme směle přiřadit k hlavnímu městu. Prestižní
Lamborghini Temerario se dnes představilo v České republice
iluxus.cz
Lamborghini Temerario se dnes představilo v České republice
České zastoupení automobilky Lamborghini dnes představilo ve svém showroomu zbrusu nový model Temerario. Zcela nový supersportovní vůz vybavený hybridním pohonem s motorem V8 přeplňovaným dvěma turbod
Stylový pobyt v zahradě
rezidenceonline.cz
Stylový pobyt v zahradě
Funkčnost, odolnost, uživatelský komfort, v neposlední řadě ale rovněž designová úroveň. To jsou parametry, které by měl venkovní nábytek splňovat bez ohledu na to, za jakých materiálů je vyroben. Patříte-li k příznivcům přírodního dřeva, měli byste se zaměřit především na produkty bez problémů odolávající rozmarům počasí, především vlhkosti, působení plísní a různých škůdců. Pro svůj vysoký
6 slavností Lucemburků: Zlatem nešetřili na svatby, korunovace ani pohřby
historyplus.cz
6 slavností Lucemburků: Zlatem nešetřili na svatby, korunovace ani pohřby
Oblékli ji do šatů vyšívaných zlatem, na stole cinká pozlacené nádobí. Přemyslovská princezna Eliška se zvědavě rozhlíží po vyzdobené klášterní jídelně v německém Heimbachu. Pak jí přidělí vlastní družinu, stává se tak součástí rodiny římského krále. Do její svatby s Janem Lucemburským však zbývá ještě několik dní.   Mladý pár si manželské sliby vyměňuje 30.
Tajuplný příběh lodi Sarah Joe: Co se stalo její posádce?
enigmaplus.cz
Tajuplný příběh lodi Sarah Joe: Co se stalo její posádce?
Neprojížděla bermudským trojúhelníkem, nešlo o žádnou vzpouru a byla poměrně blízko pobřeží. Zmizení malé rybářské lodi Sarah Joe na Havaji je nenápadným, ale prapodivným případem, kterým se dodnes za
Peče, která ulehčí odchod
panidomu.cz
Peče, která ulehčí odchod
Smrt a umírání je pro mnoho lidí téma, o kterém nechtějí mluvit. I v důsledku toho je paliativní péče opředena řadou mýtů a domněnek. Přitom tomu tak být nemusí. Jedním z klasických mýtů je, že s paliativní péčí a hospicem nechci mít nic společného, protože to urychlí smrt tím, že se některé věci nebudou dělat
Objev sloučeniny, která by neměla existovat, se podařil brněnským vědcům
21stoleti.cz
Objev sloučeniny, která by neměla existovat, se podařil brněnským vědcům
Vědcům z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR se ve spolupráci s odborníky z Innsbrucké univerzity podařilo objevit sloučeninu, hydrát chloridu sodného, která za normálních okolností nemůže v p
Těstoviny s hříbkovou omáčkou
tisicereceptu.cz
Těstoviny s hříbkovou omáčkou
Nejlépe se pro tento recept hodí hříbky nebo lišky. Suroviny 4 lžíce másla 1 cibule 250 g čerstvých hub 200 ml smetany 2 lžíce hladké mouky 3 lžíce strouhaného parmazánu 500 g těstovin sů
Drsná pravda o dceři Batulkové
nasehvezdy.cz
Drsná pravda o dceři Batulkové
Herečka ze seriálu Ulice teprve nedávno přiznala, jak to vlastně má se svou dcerou Marianou Prachařovou (30)! Než porodila syna Jakuba Prachaře (41), bylo jejím jediným přáním, aby to nebyla holka
Duše psa truchlí po pánovi
skutecnepribehy.cz
Duše psa truchlí po pánovi
S mužem jsme se přestěhovali na vesnici. První noc jsme zaslechli vytí psa z vedlejší zahrady. Nechápali jsme to, protože dům nebyl obydlený. Když jsme se s manželem Václavem blížili k šedesátce, dohodli jsme se, že se z města odstěhujeme. Opustili jsme náš byt a pořídili si menší domeček na vesnici. Malý domeček byl podle našich představ. Jednalo
Česko plné tajemství: Kde najít mystickou atmosféru
nejsemsama.cz
Česko plné tajemství: Kde najít mystickou atmosféru
Tajemství, záhady a mystéria, místa nabitá energií, ať už pozitivní, nebo negativní, či místa spojená s neštěstím a tragédiemi, i taková u nás máme. A není jich málo. Na některá z nich stojí za to se vypravit. Svatý Jan pod Skalou Jsme nedaleko Berouna, na úchvatném místě v kaňonu říčky Loděnice. Až tudy budete procházet, zastavte zrak i na bělostných skalách Českého krasu, které tu lemují údolí. Vesnička
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