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
Co se stane, když si dva bratři vezmou dvě sestry a mají dvě děti? Normálně by děti byli bratranci, ale co když otcové jsou dvě identická dvojčata a matky také dvě identická dvojčata? Pak podle genetiky jsou vlastně sourozenci a ne bratranci.   Vědci jsou dvojčaty fascinováni odjakživa. Už multižánrový vědec Francis Galton v roce […]
Každý den člověku vypadne asi 100 vlasů. Mezi 100 000 zbývajícími je to celkem zanedbatelná ztráta. Řídnoucí ohon nebo první spálenina pokožky hlavy sluncem ale může signalizovat, že něco je v nepořádku. Zcela bez povšimnutí může dotyčný přijít až o 50 procent své kštice, než si uvědomí nesporný fakt: Začíná plešatět.   Muži se jí […]
Génius Santini po sobě zanechal řadu architektonicky podivuhodných a nádherných staveb. Všechny jeho majestátní budovy, ale i drobné kapličky mají jedno společné – jsou plné mystických odkazů a tajemných symbolů…   Striktně geometrické tvary v geniálních dílech Jana Blažeje Santiniho-Aichela (1677–1723) často odkazují ke konkrétním číslům a mystice. Nicméně žádná stavba není tolik plná symbolů jako […]
Zvýšená hladina CRP znamená nespecifický ukazatel zánětu v těle. Ale nemusí se vždy jednat o infekci a rozhodne ne vždy se musí sáhnout po antibiotikách.   Testování CRP je obzvláště v tuto roční dobu pro praktické lékaře denním chlebem. K vyšetření využívají kapilární krev – kapku krve z prstu. Pomocí pravidelně kontrolovaného přístroje mohou znát výsledek vyšetření do […]
reklama
Historie
Vezl Amundsen k pólu gramofon?
Loď Fram napíná plachty a 9. srpna 1910 vyplouvá z norského Kristiansandu. V té chvíli ví jen tři muži na palubě, jaký bude její cíl. „Jižní pól,“ oznamuje velitel výpravy Roald Amundsen zbytku posádky až na Madeiře. Severní točna již padla, chce to novou výzvu!   Moře a led jsou jeho život…Poprvé se Roald Amundsen […]
Brodili se křižáci ve Svatém městě krví?
Dřevěné obléhací věže se tyčí nad hradbami města. Ty jsou i přes zoufalý odpor obránců právě prolomeny a dovnitř se ženou zástupy křižáků. V božím jménu už neběží dobývat, ale loupit a vraždit.   Dobytí Antiochie v červnu 1098 je nesporným úspěchem první křížové výpravy do Svaté země, ale současně také zdrojem bojů o moc mezi veliteli […]
Vymyslel Sedžong písmo na dopoledne?
Králem se vůbec stát neměl, ale když už ho osud na trůn posadil, stal se rovnou největším panovníkem historie. Sedžong Veliký toho dal svému národu tolik, že se před ním sklánějí Korejci ještě po šesti staletích.   Území Korejského poloostrova je v polovině 14. století součástí mongolské říše Jüan, mezi obyvatelstvem ale stoupá nespokojenost. Do čela […]
Rekordman v Bílém domě: Národní hrdina vydržel ve funkci pouhý měsíc
William Henry Harrison sice původně studoval medicínu, v roce 1791 se ale rozhodne vstoupit do americké armády, která je zrovna plně zaneprázdněna boji proti indiánům.   O tři roky později se účastní slavné bitvy u Fallen Timbers, v níž vojáci USA triumfují. Když si v roce 1795 bere za ženu Annu Tuthill Symmesovou (1775–1864), zastává […]
Zajímavosti
První známá oběť atentátu? Faraon Teti!
Titul první známé oběti atentátu v historii získává egyptský faraon Teti (někdy známý také jako Othoés), vládnoucí přibližně v letech 2291 až 2279 př. n. l.   Když faraon Venis zemře, aniž po sobě zanechá mužského potomka, pátá dynastie končí a nastává období nestability. Hledá se nový panovník, který „usmíří obě země“. Nakonec se jím […]
Slova s děsivým původem: Křičící duch a čára smrti!
Věci okolo nás občas dostanou své jméno vcelku nečekanou cestou. Vybíráme pro vás slova, která spojuje tak trochu strašidelný původ!   Maskoty dnes máme pro štěstí, dříve však měli lidi chránit před zlými čarodějnicemi! Těm se v jednom ze starých jazyků Francie říkalo „masca“. Podobných slov je mnohem víc. Dnes neškodných, dříve z nich mrazilo… […]
Gaius Appuleius Diocles: Nejbohatší sportovec v dějinách
Kam se na něj hrabou všichni ti zazobaní basketbalisté, fotbalisté, hokejisté či golfisté. Oproti římskému vozatajovi to jsou jen chudí příbuzní. Gaius Appuleius Diocles si už v době starověku vydělá za svou kariéru tolik, že ho dosud nikdo nepřekonal a stále je hodnocen jako nejbohatší sportovec historie.   Jedním z center zábavy je ve starém […]
Nejdelší let světa trvá dva měsíce!
Rok 1958 je pro rekordy zaslíbený. V létě přistává v texaském Dallasu dvojice pilotů, která ve vzduchu vydrží celých 50 dní. Jenže Robert Timm (1926–1976) a jeho kolega John Cook (?–1995) je v Las Vegas překonají, a to rovnou o čtrnáct dní!   Majitel lasvegaského hotelu Hacienda Doc Bailey dumá, jak přitáhnout zákazníky. Dává se […]
Záhady a napětí
Tajemství francouzské katedrály: Působí v ní bájná podzemní energie?
Katedrála Notre-Dame v Chartres je odedávna považována za magické místo, které působí i na nevěřící. Již v dávných dobách se zde rozprostíral posvátný háj, kde se ke svým obřadům scházeli keltští kněží – druidové. Je snad toto místo dodnes ovlivněno nějakou záhadnou silou?   Předchůdkyně dnešní katedrály tady stojí už v roce 1144. O její […]
Záhadný hrob XYZ: Kdo v něm leží?
Na hřbitově v městečku Deep River v americkém Connecticutu stojí náhrobek s podivným nápisem XYZ. Podle místních patří neznámému muži, který se v roce 1899 pokusil vyloupit místní banku. Hrob 40 let navštěvuje záhadná žena zahalená v černé róbě, přesto dodnes nikdo netuší, kým onen kriminálník byl. Co se pokazilo při loupeži? A proč o muži nic nevíme?   Je […]
Pozorování UFO nad Argentinou: Podobnost s Roswellem čistě náhodná?
Záhada jednoho z nejzvučnějších případů UFO v Argentině, pokřtěného tiskem jako argentinský případ Roswell, dodnes přetrvává v paměti nejen argentinských ufologů. Podobnost s legendárním případem v Novém Mexiku z roku 1947 je skutečně až zarážející…   Je právě 17. srpna 1995 a Antonio Galvagno si za jasného dne se svou ženou dopřává oběd, když asi v […]
Poslední britská čarodějnice: Kdo byla Helena Duncan?
Helena Duncan si jako malé děvče vyslouží přízvisko pekelná, neboť tvrdí, že umí mluvit s mrtvými. Od té doby své okolí zahrnuje jedním proroctvím budoucnosti za druhým a jako dospělá se díky tomu stane uznávanou čarodějnicí. Dnes však o jejích schopnostech mnozí pochybují, neboť je údajně doloženo, že při seancích podváděla. Je to pravda?   Je […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Taburet jako praktický doplněk
panidomu.cz
Taburet jako praktický doplněk
Není nic příjemnějšího, než se po náročném dni uvelebit do sedačky a natáhnout si nohy. K tomu nám skvěle poslouží taburet, tedy stolička bez opěradla. Pro své malé rozměry a variabilní využití taburety doplňují lidská obydlí od nepaměti. Charakteristické především pro styl Ludvíka XIV. , dokonce i samotné slovo taburet má kořeny ve Francii. Dnes
Slavný cyklista Radomír Šimůnek: O neštěstí nechtěl vůbec mluvit
epochaplus.cz
Slavný cyklista Radomír Šimůnek: O neštěstí nechtěl vůbec mluvit
Cyklokrosový mistr světa z roku 1991 Radomír Šimůnek zažíval kariérní vrchol. Že jsou cesty osudu nevyzpytatelné, pozná na vlastní kůži hned rok následující. Nehodu, kterou způsobí, nechce dlouho komentovat. Snaží se ji vytěsnit ze vzpomínek a novináře, kteří se na ni ptají, s díky odmítá. Zlobiví kluci jako viníci? Berounsko, 19. listopad 1992. Šimůnek sedí
Rej nacistů pod šumavským Františkovem: Ukrývalo podzemí výrobu stíhaček?
epochanacestach.cz
Rej nacistů pod šumavským Františkovem: Ukrývalo podzemí výrobu stíhaček?
Válku prostě musí Adolf Hitler (1889–1945) vyhrát. Pod rukama jeho pomocníčků vznikají po celé Evropě podzemní hnízda, kde se nepřetržitě pracuje na strojích, jež mají třetí říši přinést kýžený výsledek. Nejinak tomu je i na našem území. Spletité chodby ukrývající temná tajemství druhé světové války. Co pohltila země pod osadou zvanou Františkov? Na tlumené světlo
Hýčkat si na prsou nenávist bývá vysilující
skutecnepribehy.cz
Hýčkat si na prsou nenávist bývá vysilující
Je těžké zbavit se nenávisti. Zvlášť, když bylo člověku prokazatelně ublíženo. Myslela jsem, že budeme s bývalým mužem kvůli jeho zradě nepřátelé do konce života. Nenáviděla jsem ho. Byla jsem přesvědčena, že s tou nenávistí i umřu, že si ji vezmu s sebou do hrobu, v němž budu tiše a zarputile ležet a nenávidět do skonání světa. Bylo to vysilující, protože nenávist
5 tragédií na osmitisícovkách: Vylámali si zuby na střeše světa Hitlerovi hoši i výprava feministek?
historyplus.cz
5 tragédií na osmitisícovkách: Vylámali si zuby na střeše světa Hitlerovi hoši i výprava feministek?
Horolezec se ve stanu klepe zimou a přerývaně kašle. „Nikdy jsem nemyslel, že někdo může být tak nemocný a stále naživu,“ vzpomíná na chvíle hrůzy při zdolávání druhé nejvyšší hory světa K2 jeden z účastníků expedice. Dopadne ještě dobře. Z vánice, která kolem něj zuří, se nevrátí čtyři jeho kamarádi…   Je jich 14. Hor,
Žabí sauna zachraňuje těmto obojživelníkům životy
21stoleti.cz
Žabí sauna zachraňuje těmto obojživelníkům životy
Žáby po celém světě ohrožuje houba Batrachochytrium dendrobatidis. Způsobuje jim vysoce nakažlivé infekční onemocnění, kterému tyto snadno podléhají. Ochranu a čas na zotavení poskytují žábám tak zvan
Velké stěhování Poullain do Francie se blíží?
nasehvezdy.cz
Velké stěhování Poullain do Francie se blíží?
Není žádné tajemství, že má hvězda seriálu Jedna rodina Chantal Poullain (67) francouzský původ. V České republice žije ale už mnoho let, a dokonce v ní prožila i svou doposud nejsilnější lásku. Pa
Nepodceňujte varovné příznaky šoku
nejsemsama.cz
Nepodceňujte varovné příznaky šoku
Léto nepřináší jen radovánky, ale také spoustu patálií v podobě hmyzích štípanců. Kdy je nutné volat lékaře? Komáry láká oxid uhličitý, který vydechujeme, pach našeho potu, piva, silné vůně a také třeba tmavé barvy. Jestli se chcete jejich štípnutí vyhnout, oblečte se do světlých barev, použijte antiperspirant bez parfemace, nastříkejte se repelentem a vezměte si dlouhé rukávy
Luxusní styl uprostřed mořských borovic
rezidenceonline.cz
Luxusní styl uprostřed mořských borovic
Rodinná vila ze šedesátých let minulého století dostala díky velkorysému přístupu současného architekta Massima Iosy Ghiniho nejen moderní kvality a soudobé parametry. Odborný zásah jí přinesl i racionální strukturu a dokonalou rovnováhu v rámci přírodního okolí. Při rekonstrukci se soustředil především na hledání nové koncepce souznění celé nemovitosti se zahradou, jež ji obklopuje. „Většinou šlo
Vše, co potřebujete vědět o parfémech – průvodce
iluxus.cz
Vše, co potřebujete vědět o parfémech – průvodce
Parfémy poutají naši pozornost již po staletí a fascinují nás rozmanitými vůněmi květin, ovoce, zelených tónů, koření, sladkých akcentů, dřeva a mechu. Často, když saháme po vysněném flakonu, si v
Sleďový salát
tisicereceptu.cz
Sleďový salát
Pro nás trochu nezvyklé, ale oběd ve Švédsku někdy zahrnuje i nakládané sledě. Například v podobě salátu. Potřebujete 4 filety naloženého sledě 4 vejce 2–4 kyselé okurky 1 jablko 2 cibule 1
Záhadná ektoplazma: Zpestření spirituálních seancí, nebo opravdový projev duchovního světa?
enigmaplus.cz
Záhadná ektoplazma: Zpestření spirituálních seancí, nebo opravdový projev duchovního světa?
Tajemný bílý dým se pomalu valí z úst ženy sedící v čele kulatého stolu. Médium má oči v sloup a pro mocnější efekt vydává dávivé zvuky. Osazenstvo účastnící se spirituální seance šílí a lapá po dechu