人类的学习方式和电脑一样吗?认知心理学家对这个问题已经争论了几十年,但在过去的几年里,深度学习计算机系统的卓越成就使这一问题更加激化,尤其是在研究物体识别的研究人员中间。
人类毫不费力地知道树就是树,狗就是狗,无论它们的大小、颜色或角度如何。事实上,识别这些视觉元素是孩子们最早学习的任务之一。但研究人员很难确定大脑是如何进行这种简单的评估的。随着深度学习系统逐渐掌握了这种能力,科学家们开始质疑计算机是否能像人脑那样分析数据——尤其是图像。罗格斯大学(Rutgers University)心理学教授雅各布·费尔德曼(Jacob Feldman)说:“人类大脑,人类视觉系统理解形状的方式是一个困扰了好几代人的谜,部分原因是它是如此凭直觉,但却很难编程。”
今年6月发表在《科学报告》(Scientific Reports)上的一篇论文比较了各种物体识别模型,得出了这样的结论:人们评估物体时,并不像计算机处理像素那样,而是基于想象的内部骨架。在这项研究中,由心理学副教授Stella Lourenco领导的埃默里大学的研究人员想知道人们是否根据物体的骨架来判断物体的相似性。骨架是物体表面下穿过物体形状中间的一条看不见的轴。科学家们在30个不同的骨骼上创建了150个独特的三维形状,198才手机APP
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“深度神经网络是解决这些(物体识别)问题的重点。这些网络需要大量的训练,甚至学习单一对象类别,而我们研究的模型,一个骨骼模型,似乎可以这样做没有这个经验,“弗拉季斯拉夫•Ayzenberg说博士生Lourenco的实验室。”我们的研究结果显示,人类也许能够识别对象的内部骨架,甚至当你比较骨骼模型对这些其他的对象识别的神经网络模型。”
接下来,研究人员将骨骼模型与其他形状识别模型(比如专注于轮廓的模型)进行对比。为了做到这一点,艾曾伯格和洛伦索以特定的方式操纵这些物体,比如改变手臂与身体其他部位的位置,198总代理团队的联系方式是什么,198总代1号团队唯一
198平台开户指定qq33287162,或者改变轮廓的瘦瘦的、鼓鼓的或波浪的程度。人们再次根据骨骼而不是表面质量来判断物体是否相似。
“这是一流的工作,我对结果印象深刻,”没有参与这项研究的费尔德曼说。“他们确实给出了经验证据——我想说,它比我以前看到的任何东西都更令人信服地证明了形状相似性是通过骨骼形状的相似性在人类大脑中计算出来的。”
这项研究的一个问题是,作者特别从骨骼中生成了这些物体,而不是从自然或人造的形状中衍生出来,这些形状由皮肤、金属或人们日常生活中遇到的其他材料覆盖。多伦多约克大学人类与计算机视觉教授詹姆斯·埃尔德说:“他们生成的图形与他们正在测试的假设和正在得出的结论直接相关。”“如果我们对骨骼对形状和物体感知的重要性感兴趣,我们不能仅仅通过观察骨骼生成形状的感知来真正回答这个问题。因为很明显,在一个骨骼生成形状的世界里,骨骼可能是相当重要的,因为这些形状就是这样被制造出来的。”
埃尔德认为,
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研究人员现在想知道,骨骼模型是否可以被整合到深度学习系统中,这样科学家就可以帮助计算机像人一样学习,而不是去探索人类是否像电脑一样学习。
洛伦索说:“我们乐观地认为,它还能与试图模拟人类感知的人工神经网络交流并提供信息。”“它们会以令人震惊的方式崩溃,而人类不会。因此,了解人类识别物体的方式对它们来说也非常重要。”