|
感知到底有多復(fù)雜 早年，人工智能之父馬文·明斯基希望能做出一個具有感知功能的機器人。這個機器人要認(rèn)識人，要分得清桌子椅子，要會撿東西等等。明斯基想了一下說，'這是一個棘手的問題。這需要一個研究生花整個暑假才能完成。'他當(dāng)時顯然想得太簡單了。后來，明斯基在機器感知研究領(lǐng)域取得了巨大的成就，但是，關(guān)于機器人視覺的研究以及關(guān)于制造能夠確認(rèn)與識別物體的機器的嘗試，至今尚未達(dá)到一個一歲兒童的感知水平。 讓我們從最“簡單”的感知問題說起：人是如何看見東西的。
讓我們試著分析一下這個簡單的視覺事實。首先，我們從生理上出發(fā)。你的雙眼是兩個球狀物體，眼球壁內(nèi)層是一層透明的視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜由大量神經(jīng)細(xì)胞組成。這些神經(jīng)細(xì)胞會因為感受到特定的刺激（光線）而進行發(fā)放信號。發(fā)放，不發(fā)放，發(fā)放，不發(fā)放……無數(shù)個神經(jīng)細(xì)胞接受刺激后進行不同的信號發(fā)放選擇，bingo，你就看到了一幅畫面。神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出的信號可以被視為一個特定的數(shù)組集合。這些數(shù)字是如何轉(zhuǎn)變成我們看到的物體、人物、動作以及事件的呢？這才是真正棘手的難題。 視網(wǎng)膜是個二維平面。而你要在這個二維平面的基礎(chǔ)上，延展出一個三維的立體世界。這在數(shù)學(xué)上是不可能實現(xiàn)的。這意味著什么呢？這意味著在我們的大腦中，對于投映在視網(wǎng)膜上任何二維平面圖像，都存在著與之對應(yīng)的三維圖像。想象一組光線在你的視網(wǎng)膜上排列著，那在現(xiàn)實中與之對應(yīng)的是何種實物景象呢？我們思考這一問題的合理解釋是——我們擁有關(guān)于這個世界如何運作的無意識猜想，我們的心理擁有某些關(guān)于事物如何存在的假設(shè)，我們的大腦數(shù)據(jù)庫中早已存儲了大量的三維圖像。這些假設(shè)讓我們能夠從二維數(shù)字到三維世界一一對應(yīng)的映射中做出有根據(jù)的猜測。傳遞到你眼中的信息只是視覺形成所需信息的冰山一角，傳遞到你眼中的信息只是供你作出某種假設(shè)并得出結(jié)論的一個依據(jù)而已。你所形成的完整視覺（美女在草地上坐著沖你微笑 ），其實只是一個可靠的推斷性結(jié)論。事實上，我們永遠(yuǎn)不會“看到”，我們從來都是在腦海中“形成畫面”?？档略?8世紀(jì)就提出了“物自體永遠(yuǎn)不可知”的論斷，是何等智慧。 你自動且直覺地分辨出不同物體。你能分辨出這是一個人，那是一座房子，有很多鳥，還有樹。你是怎么做到的呢？別以為這是一件極其簡單的事情。事實上，讓計算機從一個場景中分辨出不同的物體，即圖像識別技術(shù)的實現(xiàn)，是極其困難的。我們的視覺究竟是如何做到輕易分辨出不同物體的？目前的答案仍不確切。 簡言之，我們的視網(wǎng)膜是二維平面，但我們卻要用它來識別三維的世界。我們怎么辦到的？一種靠譜的答案是，通過線索以及猜測。我們的視覺系統(tǒng)會預(yù)先采用一些假定。既然是假定，那就不一定正確。在視覺錯覺中，這些假定就是錯的。大量的視覺錯覺支持“眼見不為實”，同時也間接證明了上述關(guān)于視覺形成的理論。 繆勒-萊耶錯覺（箭形錯覺） 下面的圖中，中間線段實際上一樣長，但人們會覺得上面的中間線段要比下面的中間線段長。對此的一種解釋是，場景中其他的線段使你的視覺系統(tǒng)對距離作出了假定，然后你會通過距離判斷來修正長短。你看到的這兩條線段，它們在你的視網(wǎng)膜上所占空間相同，但你會認(rèn)為距離遠(yuǎn)的那條比較長，因為你腦中會假定“如果這兩條線段都這么長，但上面這條距離更遠(yuǎn)些，那么它肯定要比下面那條離得較近的線段更長”。 謝巴德旋轉(zhuǎn)桌 下圖的兩張桌子，哪個桌面更狹長，哪張桌面更寬大？你可能會說，左邊的更狹長，右邊的更寬大。而實際情況是，兩張桌面大小形狀是完全一樣的。 令人迷惑的車棚 關(guān)于平面視覺錯覺的例子很多很多，請大家自行g(shù)oogle。有的同學(xué)可能覺得平面視覺錯覺不是很明顯。給大家看一個三維視覺錯覺的例子。強迫癥患者慎點——看完我簡直想買一個模型看一看，不，摸一摸到底怎么回事！ 在這個視頻中，我們看到一個拱形的車棚，在鏡子里卻是波浪形的。其實，真實的車棚形狀既不是拱形也不是波浪形。單獨一個角度的圖像并不足以提供充分的空間信息，而我們的大腦在解釋圖像的時候偏愛“直角”，大腦會假定“車棚的邊緣線是處于垂直于地面的平面之中的”。這樣一來，我們就產(chǎn)生了車棚是拱形或波浪形的錯覺。
|
|
|
