Техника - молодёжи 1963-04, страница 10

НЕРАЗГАДАННОЕ СКРЫТО В КАЖ

«Зеркальная» графика.

править скопление несчетного числа впечатлений по этим путям ограниченного объема — чрезвычайно сложная задача. К ее оптимальному выполнению привлечен комплекс движений различных мышц.

Большой интерес представляют движения глаз, связанные с рассматриванием различных предметов внешнего мира. При этом резкие скачки глазных яблок чередуются с остановками, во время которых и происходит рассматривание отдельных деталей предмета (см. «Технику — молодежи» JN4 5 за 1956 год).

Изучение распределения точек фиксации показало, что с передачей обширной информации по каналам ограниченного объема в возможно более короткий срок зрение справляется со сноровкой опытного командира, переправляющего под обстрелом большое подразделение через узкий мост. Вначале проходит все самое ценное и существенное. Второстепенное можно оставить «на потом» или вовсе не брать.

Таним образом, зрительная система не просто переносит в наш мозг сведения о распределении яркости на отдельных участках предмета, а уже с самого начала, когда изображение только попадает на сетчатку, выявляет характерные элементы изображения, не реагируя на те его участки, которые мало служат целям передачи информации об увиденном.

По мере продвижения в глубь сетчатки происходит объединение элементов в группы. Они укрупняются и усложняются с приближением к зрительным отделам головного мозга. Здесь группы составляют уже зрительные образы.

Существует предположение, что механизмы опознания элементов образов наследственны. Например, у кошки обнаружены некоторые клетки, реагирующие на направление движения объектов. Эти клетки возбуждаются, когда предмет движется слева направо, но не справа налево, другие наоборот.

НА ПОМОЩЬ ПРИХОДИТ МАШИНА

Сама операция узнавания, происходящая в нашем мозгу, идет подсознательно, ускользая от нашего понимания. Поэтому на нашу долю оставалось только строить гипотезы и искать их подтверждение в психологии и физиологии.

Теперь правдоподобие гипотез можно проверить на электронно-вычислительных машинах. Если гипотеза верна, то машина, в которую заложена программа, созданная на основе этой гипотезы, должна уметь узнавать предметы. Правда, это еще не значит, что человек узнает точно так же, как предполагается в гипотезе. Ведь самолет и ракета летают отнюдь не потому, что в них ско

пирован принцип полета птиц. Но, во всяком случае, если нам удастся научить машину распознавать образы так же хорошо, как их распознает человек, то будет решена крупная техническая проблема и многие области человеческой деятельности будут автоматизированы.

Опознание человеком сложных образов не может основываться только на наследственных элементарных механизмах. Основную роль играет обучение, накопленный опыт. Мы узнаем людей, отличаем кошку от собаки независимо от того, под каким ракурсом и при каком освещении их видим. Следовательно, в нашей памяти есть нечто, не зависящее от условий наблюдения. Это «нечто» и есть так называемое абстрактное понятие о классе предметов, их зрительный образ.

Как же возникает абстрактный зрительный образ? Он формируется в нашем сознании опытом. Мы с детства наблюдаем предметы под различными ракурсами и выделяем те признаки, которые остаются постоянными, не зависят от условий наблюдения. Из них наше сознание и формирует зрительный образ для данного класса предметов. Для узнавания достаточно сравнить признаки изображения конкретного предмета с этими эталонными признаками. Исходя из такого объяснения процесса узнавания, советский биофизик М. М. Бонгард составил

программу и ввел ее в электронно-вычислительную машину.

Машину обучали, «показывая» несколько предметов одного класса, например изображения кошек. В каждом случае кошка была изображена в несколько ином виде, под другим ракурсом, в другой позе. И говорили на машинном языке, что все это кошки. Затем показывали другой класс предметов, например изображение людей, и говорили: «Это люди». Машина производила отбор существенных признаков и вырабатывала абстрактный зрительный образ.

Для проверки машине показывали изображения этих предметов в необычных для нее ракурсах. Машина должна была определить, к какому классу объектов относится данный предмет. Ответ ее был примерно таким: «Это кошка, а это человек. А это я не знаю что, но оно ближе к кошкам, чем к людям». Последний ответ был следствием того, что мир объектов, на которых учили машину, беден.

В недалеком будущем, по-видимому, будут создаваться «многоэтажные» узнающие машины. Каждый этаж такой машины — это ступенька, отбирающая полезную, существенную информацию. На нижних этажах происходит первое преобразование информации, содержащейся в изображении, — выделение контуров, опознание элементов образов. На верхние этажи поступает уже в известной мере абстрагированное изображение, из которого происходит отбор существенных признаков. Набор этих признаков и составит зрительный образ.

Узнающая машина может привести не только к новым открытиям в биологии, но и новым достижениям в применении этих открытий для создания подобных машин в технике.

„ЗРЕНИЕ" ПАЛЬЦАМИ И ЗРЕНИЕ ГЛАЗАМИ

6