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
Toyota předvedla koncepční model, který počítá s využitím vodíku, který se odpařuje z nádrže během jízdy. Dosud se odpařený vodík vypouštěl do atmosféry, aniž by se využil. Koncept firma předvedla během závěrečného závodu ENEOS Super Taikyu Series 2024, kterého se účastní s vozem GR Corolla H2 Concept, což je GR Corolla na kapalný vodík.   […]
Vědci z Biologického centra Akademie věd ČR našli během letoška čtyřicet nových sladkovodních virů, které napadají vodní mikroorganismy. První, který se jim podařilo izolovat a podrobně popsat, dostal jméno podle jihočeské metropole – Budvirus.   Jedná se o takzvaný obří virus, který napadá jednobuněčné vodní řasy skrytěnky. Výzkumníci potvrdili, že tento virus má významnou roli v ekosystému, […]
Kvantové technologie zažívají boom. Spolu s ním také výrazně roste počet odborných publikací, které tuto technologii zkoumají. Od 100stránkových článků přiznávajících, že algoritmy bude možné nasadit nejprve za 10 let, až po třístránkové zprávy oznamující zdařilou implementaci algoritmů, avšak s velmi omezenými výsledky.   Jen málo odborných článků splňuje obojí, a tak je i pro […]
Robotika opět pokročila na další úroveň. Vědci z Fakulty elektrotechnické ČVUT vyvinuli systém, díky kterému se humanoidní roboti mohou pohybovat mezi lidmi přirozeně a bezpečně. Třeba i hrát stolní hry. Tento přelomový algoritmus, nazvaný Harmonious, umožňuje humanoidům nejen reagovat na své okolí, ale také být empatickými společníky, kteří v reálném čase přizpůsobují své pohyby aktuálním […]
reklama
reklama
Historie
Zval bankéř Preiss Masaryka na zabijačky?
Přezdívají mu Žralok od Prašné brány nebo Kapitán českého průmyslu. Právník Jaroslav Preiss se nikdy nestane ministrem, přesto více než deset let ovládá prvorepublikovou ekonomiku.   Jaroslav Preiss (1870–1946) pochází z rodiny berního úředníka v Přešticích u Plzně. Rodiče se brzy přestěhují do Domažlic, kde vychodí gymnázium. Absolvuje ho s vyznamenáním, ale profesory tehdy provokuje svými vlasteneckými aktivitami. […]
Rekordmanka Koubková se stala mužem
Úspěšná reprezentantka se vrací domů, ověnčená světovými tituly. Zraje v ní ale rozhodnutí, po kterém všechny medaile poletí do popelnice.   Dětství Zdeny Koubkové (1913–1986) ze slezského Paskova mohlo být úplně obyčejné. Dívka, šesté dítě šafáře Jakuba Koubka na velkostatku hraběte Stollberga, si ale otce příliš neužije. Vypukne první světová válka, Jakub Koubek narukuje na frontu […]
Kontroloval hamižný Černín i obilí v sýpkách?
Heřman Černín má jednu obrovskou vášeň, a to hromadit peníze. Po bitvě na Bílé hoře si přijde na obrovské jmění. Skupuje panství pod cenou a s velkým ziskem zásobuje Valdštejnova vojska.   V mládí to přitom Heřman (1576–1651) neměl vůbec jednoduché. Když mu umírá otec, je mu pouhých 14 let a zbývá mu po něm jen prázdná […]
Orlí hnízda: Měla Polsko chránit před Čechy?
Cestu z Krakova do Čenstochové střeží soustava hradů a hlídkových věží vybudovaných na vysokých skalách, kterým se díky jejich umístění říká orlí hnízda.   Obrovský obranný val nechává na hranici Polska se Slezskem, které je tehdy součástí Českého království, postavit král Kazimír III. Veliký (1310–1370). Důvod je prostý: Má bránit zemi proti nájezdníkům z Čech. Zvláště obléhání […]
Zajímavosti
Černý kašel: Zabiják, který se probouzí!
Kašel může být suchý, vlhký, dráždivý, akutní či chronický, to všechno se však dá ve většině případů zvládnout. Dokud tedy nepřidáme přívlastek černý, protože pak už jde do tuhého!   Začne to jako běžné nachlazení, k horečce či zimnici se však brzy přidají prudké záchvaty kašle. Opakují se znovu a znovu a hned tak se […]
Guinnessova kniha rekordů: Na počátku je hádka v hospodě
Zakouřená místnost s krbem, na stěnách plechové cedule, dřevěný interiér a starodávné pípy. Sklenice jsou plné Guinnessu, v rohu sedí tři muzikanti a hrají svižný jig. Je listopad roku 1951 a v hospodě začíná nejpamátnější hádka nad pivem.   Tím, kdo je v této hádce hlavním účastníkem, není nikdo jiný než Sir Hugh Beaver (1890–1967), ředitel pivovaru Guinness. […]
CECOT: Nejdrsnější věznice světa
Salvador – malá středoamerická zemička, kterou nechvalně proslaví války gangů. Tamní prezident Nayib Bukele (*1981) má všeho dost, a tak nechá postavit CECOT neboli Centrum pro izolování teroristů!   Na kalendáři se značí datum 26. března 2022, tehdy násilnosti dosáhnou pomyslného vrcholu. Za jediný den totiž v důsledku války gangů umírá na 62 lidí! Bukele […]
Když se Tambora zlobí: Nejhorší katastrofa novodobých dějin
Jindy by radostně skotačili ve vodě, jenže teď sedí doma a nevěřícně koukají ven. Sluneční paprsky vystřídá sníh a příjemný vánek pořádná fujavice. Léto si všichni představovali úplně jinak, jenže tentokrát pohodové počasí vůbec nedorazí!   Zatímco Evropu zaměstnává navrátivší francouzský císař Napoleon Bonaparte (1769–1821), na opačné straně světa, v Indonésii, se probouzí k životu […]
Záhady a napětí
Bible je důkazem, že žijeme v simulaci, tvrdí vědec
Je svět kolem nás skutečný? Co když je vše je pouhá iluze a my žijeme uvězněni ve virtuální realitě podobně jako postavy ve videohrách, u kterých ve volném čase odpočíváme? Touto otázkou se vědci a filozofové zabývají už tisíce let. Docent fyziky na univerzitě v Portsmouthu Melvin Vopson nyní přichází s tvrzení, že Bible může […]
Turistku v australské strašidelné léčebně prý napadl duch!
Návštěvnice jedné z nejstrašidelnějších australských atrakcí před nedávnem zažila bližší setkání s tamními paranormální jevy, než by sama přála. Během prohlídky bývalé psychiatrické léčebny na ni údajně zaútočilo cosi neviditelného a zanechalo to na jejích zádech viditelné škrábance! Napadl ženu duch některého z bývalých pacientů?   V roce 1867 je ve městě Ararat na jihovýchodě […]
Podivný útok na USS Stein: Co napadlo torpédoborec?
Torpédoborec amerického námořnictva USS Stein se v 70. letech minulého století účastní mnoha utajených bojových operací, za než si vyslouží četná ocenění. Přesto se do povědomí veřejnosti dostane hlavně díky záhadným událostem z roku 1978, kdy loď cosi napadne. Co vyděsilo posádku a poškodilo lodní sonar? Byl to snad legendární kraken?   Onoho osudného dne roku 1978 […]
Řádili v New Orleanse upíří bratři?
Po Royal Street, jedné z rušných tepen New Orleans, vrávorá mladá dívka. Vlasy má rozcuchané, ruce od krve a celá se třese. Záhy ji proto zastaví strážník. „Svázali nás. Uni… Unikla jsem jen se štěstím,“ drmolí slečna. „Věznili nás dva bratři a… a… a pili z nás krev,“ zašeptá k policistovu překvapení. Mluví pravdu?   Strážce […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Tajemství nenápadné vesničky: Nacházejí se zde podzemní chodby dávné pevnosti?
enigmaplus.cz
Tajemství nenápadné vesničky: Nacházejí se zde podzemní chodby dávné pevnosti?
Vesnice Veselice je v současnosti částí východočeské obce Velká Jesenice. Kdysi zde stával hrad, který zanikl v šestnáctém století. Podle legend měla tato pevnost disponovat i systémem podzemních chod
Řeknět dost! Už ani kapku
nejsemsama.cz
Řeknět dost! Už ani kapku
Stačí zakašlat, kýchnout nebo se zasmát, a nehoda je na světě. Drobného úniku moči si nikdo kolem sice nevšimne, ale i tak je pro vás zdrojem velkého stresu. O stresové nebo také zátěžové inkontinenci hovoříme v případě, že k úniku moči dochází při zvýšené fyzické námaze, při kašli, kýchání nebo smíchu. K úniku dochází jednou až dvakrát denně
Tomešová už toho má plné zuby a chce se rozvést?
nasehvezdy.cz
Tomešová už toho má plné zuby a chce se rozvést?
Hvězda seriálu ZOO Michaela Tomešová (33) je už osm let manželkou herce ze seriálu Slunečná Romana Tomeše (36). Jenže znovu po nějaké době se povídá, že mají velkou manželskou krizi. Prý snad měla h
Toskánsko po americku
rezidenceonline.cz
Toskánsko po americku
Atmosféra toskánského venkova učarovala majitelům vily natolik, že zatoužili přenést jeho kouzlo i do amerického Texasu. Půvabné a jakoby ospalé kamenné stavení se stalo jejich domovem. Architekt Bob Wetmore z architektonického studia Cornerstone byl tím pravým, kdo dokázal představy a přání manželů proměnit ve skutečnost. Nejdůležitějším požadavkem bylo ponechat hlavní obytné prostory v jedné výškové úrovni,
Kouzelné Karlovy Vary z ptačí perspektivy
epochanacestach.cz
Kouzelné Karlovy Vary z ptačí perspektivy
Hosté lázní Karlovy Vary odjakživa rádi chodí na procházky do romantického okolí. Možnost podívat se na město shora se naskýtá hned na několika vyhlídkách s bohatou historií a cennou architekturou. Když budeme procházet nejnavštěvovanější české lázeňské město, takřka na každém kroku narazíme na něco zajímavého. Je tu celkem pět výstavných kolonád, řada významných lázeňských budov, ale
Nejen čistička vzduchu: Vychytávky pro alergiky
panidomu.cz
Nejen čistička vzduchu: Vychytávky pro alergiky
Možná namítnete, že od toho, abychom doma dýchali čistý vzduch, máme moderní techniku. Současné čističky vzduchu jsou přece výkonné a mnohdy pracují neslyšně. Ale není lepší se znečištěnému prostředí raději vyhnout? Ovzduší totiž obsahuje různé znečišťující látky – od pevných částeček po aerosoly, plyny či páry. A když je vdechneme, náš organismus na ně reaguje
Čirok je obilninou budoucnosti. Dokáže uživit, z půdy vyhnat škůdce či působit proti rakovině
21stoleti.cz
Čirok je obilninou budoucnosti. Dokáže uživit, z půdy vyhnat škůdce či působit proti rakovině
Říká se mu velbloud rostlinné říše, protože je suchovzdorný, což je při současných klimatických změnách u plodin nedocenitelnou vlastností. Čirok v naší zemi zatím málo známe, ale je pátou nejpěstovan
Ostružinovo-borůvkový pohár
tisicereceptu.cz
Ostružinovo-borůvkový pohár
Doba pohárů je trochu ta tam. Ale řekněte, není to škoda? Tak to pojďme napravit! Suroviny 250 g mascarpone 2 vejce 4 lžíce cukru trocha mandlového likéru (Amaretto) silná káva 1 balíček pi
Hotel Reiters Supreme: Malebné místo v srdci přírody
iluxus.cz
Hotel Reiters Supreme: Malebné místo v srdci přírody
Potřebujete vypnout, dobít baterky a najít dokonalý klid? Hotel Reiters Supreme, nacházející se v malebném rakouském Burgenlandu, je tím pravým místem. Tento pětihvězdičkový hotel, určený výhradně pro
Obrázek chlapce z Terezína zamířil do vesmíru
historyplus.cz
Obrázek chlapce z Terezína zamířil do vesmíru
Život v terezínském ghettu je nesmírně obtížný, ovšem mladičký Petr Ginz se každodenními útrapami zlomit nenechá. Lidem okolo sebe dodává naději, posiluje dobré vztahy mezi nimi a snaží se je zabavit i vzdělávat. Na rozdíl od některých přátel mu však štěstí nepřeje a válku nepřežije.   Ve škole patří k nejlepším a rádi ho mají
Ve chvíli nouze mě překvapil
skutecnepribehy.cz
Ve chvíli nouze mě překvapil
Manžel mi tragicky zahynul před devíti lety. Celkem dlouho jsem se z toho za pomoci psycholožky dostávala. Vdaná jsem byla dvacet pět let. Laťka na muže byla nastavena vysoko. Nejdříve jsem si řekla, že už zůstanu sama. Ale postupem času jsem si uvědomovala, že bych ještě chtěla někoho, s kým ucítím, že žiji. Byl bezradný Do vedlejšího vchodu našeho
Steve Jobs: Vizionář, který změnil svět technologií
epochaplus.cz
Steve Jobs: Vizionář, který změnil svět technologií
V roce 1976 založil Steve Jobs spolu se Stevem Wozniakem (*1950) firmičku Apple Computer ve své garáži. V roce 1980 se z ní stal miliardový byznys a veřejně obchodovaná společnost. O čtyři roky později vytvořil Apple Macintosh, ale firma se roku 1985 v obavách z levnějších produktů konkurenčního Microsoftu svého zakladatele zbavila. Steve Jobs (1955–2011) Kdo to je: zakladatel, výkonný
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