זיהוי פנים חיוני לאופן שבו אנו מתקשרים בחברות מורכבות, ולעיתים קרובות נחשב כיכולת הדורשת תחכום של המוח האנושי הגדול.

אך עדויות חדשות שפרסמנו בהן גבולות בפסיכולוגיה מראה שחרקים כמו דבורת הדבש (שהאפיס Apisוהצרעה האירופית (אספולה וולגריס) השתמש במנגנוני עיבוד חזותיים הדומים לבני אדם, המאפשרים זיהוי פנים אמין.

זאת למרות גודלם הזעיר של מוחם של החרקים. הם מכילים פחות ממיליון תאי מוח, לעומת 86,000 מיליון המרכיבים מוח אנושי.

להבין מה גודל המוח שיכול לאפשר משימות מורכבות לפתרון יעיל בהחלט מעניין, אך יש לה גם השלכות מעשיות. זה מאפשר לנו להבין כיצד יתכן שמוח גדול התפתח, וכיצד לחשוב על תכנון בינה מלאכותית (AI) שעשויה לשקף את יעילותם של מוח ביולוגי.

ללא מאמץ אך מורכב

אנחנו ממש טובים בזיהוי פרצופים מוכרים. חשבו על המצב של פגישה עם חבר בתחנת רכבת בה עוברים מאות אנשים, שכולם נעים לכיוונים שונים. פתאום, הצצה לפנים מוכרות למרחוק פירושה שמצאנו את האדם הנכון.

זה נראה ללא מאמץ, אך פתרונות AI בדרך כלל מתקשים לזהות פנים במצבים מורכבים.

המומחיות שלנו בזיהוי פנים מבוססת במידה רבה על "עיבוד הוליסטי" - הדבקה של תווי פנים שונים כדי לספק הכרה מעולה. זה נחשב לתהליך קוגניטיבי מתוחכם שמתפתח עם ניסיון בצפייה בפרצופים. ברגע שאנו מכירים פנים, התכונות השונות - כמו עיניים, אף, פה ואוזניים - מעובדות יחד כ"גשטלט "(יחידה המשלבת את כל האלמנטים) כדי לאפשר לנו לזהות באופן אמין.

מעניין שאמנם עיבוד הוליסטי משמש לרוב לזיהוי פנים, אך כאשר אנו הופכים למומחים במשימות חזותיות אחרות - כמו להיות שופט בתערוכות כלבים או איסוף מכוניות קלאסיות - אז המוח שלנו מפעיל עיבוד הוליסטי כדי לאפשר יכולות הכרה מעולות גם באזורים אלה. .

לכן עיבוד הוליסטי עשוי להיות עיקרון כללי להכרה של אובייקטים חשובים. זה שימושי באופן רחב יותר מכיוון שמשמעותו שעיבוד הוליסטי יכול להיות בעל ערך לפיתוח פתרונות AI משופרים, כגון לזיהוי מהיר ומדויק של צמחים פולשים בצמיחה מהירה. תעשיית AgTech.

היינו מעוניינים לדעת עד כמה העיקרון של עיבוד הוליסטי יכול להיות כללי אצל בעלי חיים שונים, אז עמיתי ואני בדקנו כיצד חרקים עשויים לפתור משימות לזיהוי פנים.

תביא את החרקים

דבורת הדבש היא חיה נגישה מאוד להבנת עיבוד חזותי. ניתן לאמן דבורים בודדות ללמוד בעיות מורכבות בתמורה לגביית תגמול מתוק. לאחרונה פיתחנו שיטות לבדיקת צרעות באותו אופן.

המחקר הקיים שלנו מראה זאת דבורים ו צרעות יכולים ללמוד לזהות פנים אנושיות.

עדויות אחרות - מקבוצת מחקר אמריקאית - מראות כי צרעות נייר (פוליסטים fuscatus) יכולים ללמוד בצורה מהימנה מאוד על פני צרעות נייר אחרות, ונראה שהם פיתחו מנגנוני מוח מיוחדים עבור עיבוד פנים לצרעה.

מה שהיה חסר היה הבנה האם זה קרה בחרקים בגלל פרשנות פשוטה של ​​תווי פנים בודדים, או שימוש בפרשנות מורכבת יותר של "תמונה שלמה" - עיבוד פנים הוליסטי - כפי שקורה בבני אדם.

החלטנו לבדוק אפשרות של עיבוד פנים הוליסטי גם בדבורת הדבש וגם בצרעה האירופית, תוך שימוש באנשים מאומנים להשלמת בדיקות עם פנים מניפולציות.

בדיקת עיבוד פנים

שני מבחנים שימושיים מאוד קיימים כבר לקביעה כי נבדקים אנושיים משתמשים בעיבוד פנים הוליסטי: אלה הם חלק-אפקט שלם, וה אפקט פנים מרוכב.

אל האני חלק-אפקט שלם מגלה שכאשר תכונות פנים כמו עיניים, אף או פה נתפסות בבידוד, קשה יותר לזהות פנים בהשוואה למצב שבו תכונות אלה נראות בהקשר של פנים מלאות.

אל האני אפקט פנים מרוכב מתייחס לירידה הגדולה של דיוק הביצועים כאשר תכונות פנים פנימיות נכונות - כמו עיניים, אף ופה - נצפות בהקשר לתכונות חיצוניות שגויות.

בעיבוד אנושי של פנים מוכרות, המאפיינים האלמנטיים השונים מודבקים יחד לגשטלט כדי לאפשר שיפור דיוק בזיהוי הפנים.

אני מכיר את הפרצוף הזה

כאשר השתמשנו בעקרונות אלה לבדיקת החרקים, הן הדבורים והן הצרעות הצליחו ללמוד תמונות אכרומטיות (שחור-לבן) של פני אדם.

הן לדבורים והן לצרעות קיבלו אז ארבע בדיקות נפרדות נוספות. התוצאות הראו שלמרות שלחרקים אלה אין שום סיבה אבולוציונית לעבד פנים אנושיות, מוחם לומד הכרה מהימנה על ידי יצירת ייצוגים הוליסטיים של התמונות המורכבות. הם הרכיבו תכונות כדי לזהות פנים אנושיות ספציפיות.

כעת אנו יודעים שמוחם הקטן של חרקים יכול לזהות באופן אמין לפחות מספר מצומצם של פרצופים. זה מצביע על כך שבבני אדם היתרון של המוח הגדול שלנו עשוי להיות מספר גדול מאוד של אנשים שאנחנו יכולים לזכור.

מידע חדש זה עוזר לנו להבין עד כמה יכול היה להתפתח מומחיות מאוד מתוחכמת לעיבוד פנים בבני אדם ובראשונים אחרים.

העדויות כי עיבוד הוליסטי משמש בעלי חיים שונים למגוון בעיות חזותיות מורכבות מצביעות על כך שזו עשויה להיות גישה שימושית לחקר לפיתוח פתרונות AI לזיהוי אמין.

על המחבר

אדריאן דייר, פרופסור חבר, אוניברסיטת רמיט

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.

ספרים קשורים

at InnerSelf Market ואמזון