Deel van visueel herkenningsvermogen ontcijferd

Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een algoritme ontwikkeld dat een deel van de code ontcijfert die gebruikt wordt in de hersenen om een visueel signaal om te zetten in de herkenning van het bijbehorende object. Dit proces houdt in dat binnenkomende informatie over een zichtbaar object via het netvlies uiteindelijk terechtkomt in het deel van de hersenschors dat verantwoordelijk is voor objectherkenning. Dit deel heet de zogenaamde inferotemporal (IT) cortex. Deze schors herkent en categoriseert vervolgens het waargenomen object op basis van het visuele ingangssignaal en geeft dit door aan de andere hersengebieden. Het volledige proces wordt beschouwd als een van de moeilijkste van alle hersenfuncties.

De twee betrokken neurowetenschappers, James DiCarlo en Tomaso Poggio, wisten data op te nemen van een grote hoeveelheid neuronen in de IT-schors tijdens de waarneming van verschillende objecten door getrainde apen. Vervolgens lukte het hen om door middel van een computeralgoritme de patronen van deze opnames te koppelen aan de verschillende objecten. Hieruit bleek dat minder neuronen dan verwacht betrokken waren bij dit proces; slechts honderden van de totaal miljoenen neuronen in de IT-schors waren volgens de onderzoekers voldoende om binnen korte tijd een object te herkennen. DiCarlo en Poggio hopen in de toekomst de data van meer neuronen te registreren om zo tot een vollediger model te komen dat de visuele herkenning weergeeft.

Reacties (93)

[RwD]

Altijd indrukwekkend hoe de natuur efficienter is dan wij (denken).

Ter vergelijking: Een aardworm heeft maar iets van 320 neuronen. Een Polshorloge enkele 10.000den...

Wat ik me dan nog af vraag is of deze informatie ook gebruikt kan worden in de toekomst om dit gedeelte direct te stimuleren voor virtual reality of iets dergelijke...

[Anoniem: 9278]

Altijd indrukwekkend hoe de natuur efficienter is dan wij (denken).

Gezien het feit dat wij deel uitmaken van de natuur is dat een leuke paradox

[Anoniem: 2141]

Het "probleem" is dat wij rationeel proberen te verklaren wat binnen onze hersenen op een impulsieve en onbewuste manier functioneert. We hoeven ons daar niet bewust van te zijn omdat het niets toevoegt aan onze overlevingskansen. Daarnaast is nou eenmaal het bewust verwerken van informatie veel langzamer dan het onbewuste en impulsieve. Teksten interpreteren bijvoorbeeld, doe je ook niet bewust en gaat redelijk op de automatische piloot.

Om deze reden is het ook mogelijk dat bepaalde (autistische) mensen uitzonderlijke gaven hebben (uitzonderlijk in de ogen van hen die het niet hebben) om bijvoorbeeld een formule op te kunnen lossen in een extreem korte tijd. Zij "zien" (vaak vrij letterlijk) de oplossing, zonder bewust de formule te berekenen. Dat is dus het soort onbewuste verwerking van informatie dat in onze hersenen zo gigantisch snel is, evenals bijvoorbeeld het herkennen van beelden en geluiden.

[NeOTheMaTriXM]

http://www.gifteddevelopm...l_Spatial_Learner/vsl.htm
Visueel Denken (zeer snelle manier van denken)

Zoals onderandere dyslectische mensen doen, alleen dyslecten hebben wat problemen tussen de communicatie tussen rechter en linker hersenhelft. En al de verbale communicatie (text+geluid) moet eerst door de linker helft worden verwerkt, waardoor het toch weer langzaam wordt. (maar als je precies wilt weten hoe het werkt, zie de link hierboven)

Rechter hersenhelft: Visual Spatial Learning
Linker hersenhelft: Auditoy Sequential Learning

[RwD]

Ik bedoelde dat de natuur efficienter is dan onze uitvindingen, terwijl wij er over nadenken. En voor zover ons bekend de natuur niet...

[RetepV]

Nee hoor, de natuur is helemaal niet efficienter dan onze uitvindingen.

Als wij een paar miljoen jaar aan onze uitvindingen prutsen, dan worden ze ook heel efficient hoor .

[RetepV]

Het feit dat de evolutie-theorie nog steeds bediscusseerd word benadrukt dat het nog niet bewezen is. Maar als iemand zegt dat een 'hogere' vorm de wereld gecreeerd heeft dan KAN dat niet waar zijn omdat het niet bewezen is.

Een wetenschapper ziet de evolutietheorie als precies dat: een theorie. Niks bewezen, alleen heel veel feiten die er op wijzen dat het klopt. Een wetenschapper kan daar best mee omgaan. Alles heeft zijn uitzonderingen, daar moet je altijd rekening mee houden. En als je het zo zegt, dan kunnen gelovige mensen daar prima mee omgaan.

Maar een wetenschapper beschouwt een God OOK als een theorie. Iets waar best aanwijzingen voor lijken te zijn, maar net zo goed niet bewezen is. En DAT is waar gelovigen dan weer NIET mee om kunnen gaan. Voor hen is God Heilig, en God een theorie noemen is heiligschennis.

Maar godsdienstige mensen hebben meestal een te grote plaat voor hun hoofd om te zien hoe irrationeel ze zijn.

[Maxxi]

in hoeverre hebben "wij" het dan ontworpen? kan je niet zeggen dat de natuur de basis is waarop wij proberen verder te borduren zonder echt te snappen wat de basis/natuur is.

[blobber]

Het feit dat er nog volop over gediscussieerd wordt, bewijst dat de evolutietheorie nog springlevend is (en zeker niet wetenschappenlijk verworpen)

[ShadyNetworker]

Je zou bijna denken dat we dan maar moeten ophouden met denken

[BartOtten]

Het feit dat de evolutie-theorie nog steeds bediscusseerd word benadrukt dat het nog niet bewezen is. Maar als iemand zegt dat een 'hogere' vorm de wereld gecreeerd heeft dan KAN dat niet waar zijn omdat het niet bewezen is.

Misschien kunnen we het niet hebben dat we iets niet weten. We beschouwen ons nou eenmaal als hoogste vorm van het leven.......

[Collen]

Ik bedoelde dat de natuur efficienter is dan onze uitvindingen

o, kan ik daar patent op aan vragen ?? (-;

[glashio]

Misschien is er wel over ons natuur nagedacht tijdens het ontwerp.

[Anoniem: 90138]

@glashio: Probeer eens een boek van Darwin.

[phreako]

De evolutietheorie is nooit meer geweest dan een hypothese, en zal waarschijnlijk ook nooit iets anders worden. Het gaat me gezien de vele tekortkomingen en gaten zelfs te ver het een theorie te noemen..

[glashio]

I'm a victim of my own Brain! (leuke stof om letterlijk overal een vraagteken bij te zetten)

[xbassiex]

Ja, de natuur is efficiënter dan de natuur denkt

[Rey Nemaattori]

Een polshorloge met neuronen? Daar heb ik nog nooit van gehoord

Of bedoeld je transistoren? Das namelijk wel wat anders hoor, transistoren schakelen op basis van een waarde, namelijk 1 of 0.

Échte neuronen krijgen een aantal signalen binnen(van 0 tot 1, continuestappen) en bepalen op basis van het gewicht(ie. hoe belangrijk is een stimulus? Jeuk op je neus is minder belangrijk als een pijnstimulus), en de controlewaarde in het neuron of er een output is of niet(en soms ook nog gradaties van de output)

[familyman]

ik wodrt van mijn horloge soms anders behoorlijk neurotisch

[Hertog]

Op een aardworm kan ik dan ook niet zien hoe laat het is

[Anoniem: 99403]

nee inderdaad, een aardworm weet niet hoe laat het is, haaha hebben we hem daar mooi tuk! domme worm

[blobber]

Een polshorloge weet ook niet hoe laat het is, dom polshorloge

[Reason]

Jij wel dan zonder dat polshorloge?

[Andros]

Ik trek dan meestal me telefoon uit me broekzak dus: ja

[McCoy]

Vele dieren weten juist wel de tijd, voor de klok was uitgevonden wij ook. Wij maken onszelf gewoon dommer

[Anoniem: 156246]

Je kunt wel het weer aflezen op een aardworm.

Als die nat wordt regent het, als die wappert dan waait het.

[jaapstobbe]

Maar je kan er wel je klok op gelijkzetten

[Carbon]

Ter vergelijking: Een aardworm heeft maar iets van 320 neuronen. Een Polshorloge enkele 10.000den...

Beetje vreemde vergelijking want een polshorloge heeft helemaal geen neuronen, maar transitoren/FET's

[RwD]

werking of functie is vergelijkbaar...

[Carbon]

werking of functie is vergelijkbaar...

Grappenmaker

Werking en functie zijn absoluut niet vergelijkbaar.

Je hebt al enkele tientallen (sterk afhankelijk van het aantal ingangen) transitoren nodig om de werking van één neuron na te bootsen.

[Anoniem: 160132]

Je bedoelt waarschijnlijk 320 miljoen of miljard?

Als je 320 neutronen op elkaar legt heb je iets van een 0.0000001 mm ofzo en de meeste wormen zijn toch net iets groter.

[Reason]

Een neutron is geen neuron. Het gaat hier om zenuwcellen niet om atomaire deeltjes.

[the_stickie]

nope... een aardworm is niet zo heelslim hoor
Daarnaast zijn neuronen bouwstenen van de hersenen en niet van het hele lichaam

[Sendy]

En waar denk je dat de "hersenen" van een worm zitten? Juist ja, over de hele lengte van zijn lichaam

[LordPan]

320 voor de worm, ongeveer 320 Miljard voor de mens

[Maxxi]

Ik denk waarneer je de beelden kan uitlezen, je na verloop van tijd ook wel kan creeeren, en daardoor dan idd een wel heeeel realische virtual reality te maken.

[Frank-L]

???? Dit gaat over het herkennen van beelden, en dat heeft niks te maken met het genereren ervan.

[Anoniem: 96271]

wauw, een neuronen horloge. Dat wil ik ook.

[DwarV]

mijn polshorloge heeft geen neuronen anders hoor

[Plux]

Wat een suf artikel zeg. Ik zou het oorspronkelijk artikel van die gasten moeten lezen om te weten wat ze nu precies hebben uitgevonden, maar dat je patroonherkenning kunt uitvoeren met maar relatief weinig neuronen is al bekend zo lang als men bezig is met neurale netwerken. Als iemand dit voor mij kan verwoorden, graag.

Dit klinkt alsof ze bij één aap hebben kunnen zien welke neuronen actief bij de herkenning van bepaalde objecte, en niet meer dan dat. Het lijkt mij vrij sterk dat je dan de 'code hebt gekraakt' hoe objecten in de hersenen van apen worden opgeslagen, want bij een andere aap zal deze codering weer net iets anders zijn verweven in zijn koppie.

[Anoniem: 160308]

De opmerking van Plux is zeker NIET overbodig.

Ook het bewijs bestaat al jaren, en over een echte hypothese is niet echt te spreken. Het is meer een algemene theorie waar honderden hypotheses deel van uitmaken.

wakker worden, of beter je huiswerk doen

Twee jaar geleden schreef ik een scriptie over objectherkenning door neurale netwerken. Mijn scriptie was gebaseerd op enkele tientallen artikelen en boeken van de laatste 30 jaar, daarin wordt de algemene theorie keer op keer bewezen. Er is ooit een stroming van wetenschappers geweest die er anders over denkt, namelijk dat één enkel neuron de eigenschappen bezit om een object te herkennen. Wanneer dit neuron begint te vuren dan zou je het object dus pas herkennen. Die theorie is al sinds lange tijd algemeen verworpen.

Hoe dan ook, in dit artikel leer ik weinig nieuws. Tomaso Poggio mag dan een vooraanstaand onderzoeker zijn in de neurowetenschappen, maar hij heeft de waarheid zeker niet op pacht...in ieder geval niet zonder die enkele duizenden andere vooraanstaande neurowetenschappers.

Leuke stof voor discussie trouwens, maar inhoudelijk stelt het helaas niet zo veel voor.

[Buffy]

Grappig, laatst nog een artikel in de oktober uitgave van Scientific American gelezen dat precies het tegenovergestelde beweert:

One Face, One Neuron

Zo zie je maar, Meten is Weten

[RetepV]

Jaja, overbodig gemod omdat je het bericht kennelijk niet begrepen hebt. Er is een verschil tussen het opstellen van een hypothese en het vinden van bewijs voor die hypothese...

[MauserP]

Wat ik me afvraag is of het logaritme ook andersom gebruikt kan gaan worden voor bijvoorbeeld camera's.
Je hebt een camera beeld en gooit daar allogaritme overheen die dan detecteerd "wat er in beeld is".
Natuurlijk zijn er 1001 toepassingen te bedenken maar om maar een voorbeeldje te geven van het programma dat laatst op tweakers voorbij kwam dat fotos kan herkennen en namen toe voegen: Je gebruikt het logaritme op al je fotos en die indexeerd dan automatisch of er bijvoorbeeld een auto of kerk op staat (voor personen hebben we namelijk al programma ).
Dit is waarschijnlijk een erg goed allogaritme en kan dus misschien op zijn tijd, als het helemaal goed uitgeplozen is, alle andere allogaritmes voor visuele herkenning vervangen en verbeteren...

[Anoniem: 127134]

ja, herkennen van beelden lijkt me een van de zaken uit onze dagelijks leven die triviaal lijken, een van de meest complexe onderwerpen die er zijn...

dacht ooit op tv iets gezien te hebben over mensen met beschadiging in bepaald stuk van de hersenen, die problemen hadden met herkennen van voorwerpen (of moesten het opnieuw trainen, of kon dat niet meer, ik weet het niet meer)... in elk geval, toon die mensen een tekening van een potlood (langwerpig met een punt) en een raket (langwerpig met een punt), en ze hadden problemen om er verschillende voorwerpen in te herkennen. Hoewel die mensen verstandelijk volledig in orde waren hé, en wéten wat raketten en potloden zijn en de verschillen, maar toch was er ergens iets in simpelweg herkennen van een beeld dat niet goed lukte.

Stel je nu voor, hoe moet je dat op de computer gaan programmeren (of de AI beslissing algoritmes erachter gaan trainen) om een simpele schets van een potlood en van een raket op eenzelfde schaal uiteen te kunnen houden... is voor ons brein direct gebeurt, maar bouw dat maar eens achter...

[i-chat]

dat zou een geheel nieuwe dimentie aan 'google image search' geven lijkt me zo...

[Melkie]

[zeikmodus]
logaritme != algoritme
en allogaritmes bestaan niet.
[/zeikmodus]

[Anoniem: 127134]

vanaf nu doop ik numerieke algormes die logaritmes berekenen tot allogaritmes

[KoalaBear84]

Een camera werkt helaas niet met neuronen, dus ik ben bang dat dit hier niet mee werkt. Een camera krijgt een 2D beeld door, mogelijk als er een 3D-camera gebruikt kan worden dat ze er iets mee kunnen.

Ze hebben nu alleen een soort algoritme wat de neuronen afleest en dit naar een object afleid.

Zeer knap werk, de moeilijkste dingen in de wereld zijn altijd nog onze eigen hersenen. Het menselijk lichaam is het moeilijkste wat er bestaat heb ik zo het idee

[MisterData]

"If our brain was easy to understand, we would be too dumb to understand it"

[ATS]

Een oog krijgt ook maar een 2D beeld binnen hoor... Het feit dat je er twee van hebt helpt mee om er iets 3D achtigs van te constureren.

[Cyco]

Ik kan anders ook zeer goed voorwerpen van plaatjes herkennen.

[Anoniem: 38034]

Meten jouw ogen de afstand naar voorwerpen waarnaar je kijkt dan? Die van mij niet hoor. Dat 3d-beeld wordt zoals ATS al zegt geconstrueerd doordat je twee 2d-beelden vanuit twee verschillende hoeken binnenkrijgt, je hersens maken hier dan een 3d-beeld van. Waarom zou zo een algoritme met twee camera's geen objecten kunnen herkennen? Door limitaties in het algoritme, okee, maar zeker niet doordat ogen 3d-beelden kunnen vastleggen en camera's dat niet zouden kunnen.

[Anoniem: 154864]

Meten jouw ogen de afstand naar voorwerpen waarnaar je kijkt dan? Die van mij niet hoor.

niet precies meten, maar je maakt wel (al dan niet bewust) een schatting van de afstand. aan de hand van die schatting neem je dan vervolgens beslissingen. kortom: je "meet" wel de afstand (tenzij je maar 1 (werkend) oog hebt want dan neemt je dieptezicht met 80% af dacht ik)

[Anoniem: 38034]

Klopt, maar waarom zou een camera+algoritme dat niet kunnen? Er wordt namelijk nog steeds niet gemeten, maar geschat.

[Tjeerd]

Als je trouwens op Slashdot de reacties doorleest, zie je dat er nogal wat kritiek is op MIT en dat het meer een soort van PR-stunt zou zijn. En dat er jaren terug al dit soort ontdekkingen zijn gedaan en/of het al bekend is.

Kan iemand me duidelijk maken wat er echt vernieuwend aan is?

[RetepV]

Op slashdot is het gehalte aan eigenwijze mensen nogal hoog. Je herkent de eigenwijze mens aan het feit dat hij altijd dingen roept als 'dat kan ik ook!' of 'dat heb ik al eerder gezien!' of 'naja, dat had ik ook wel kunnen bedenken!'. De eigenwijze mens vergeet altijd dat HIJ het niet bedacht heeft, ook al ZOU hij het misschien wel bedacht kunnen hebben.

De eigenwijze mens heeft altijd wat moeite met het onderscheiden van de termen 'uitvinden' en 'achteraf lullen'.

[Anoniem: 156246]

Ik vermoed wel dat bij 2 apen totaal verschillende neuronen gebruikt worden voor hetzelfde resultaat.

[Anoniem: 56817]

Dat klopt - iedere aap heeft zijn eigen neuronen.

[Anoniem: 147925]

Ik vind het wel een prestatie van die jongens, gaan ze dit algoritme nu ook gebruiken bij systemen voor gezichtsherkenning? Vooral in situaties waar je snel veel gezichten wilt kunnen herkennen (vliegveld, voetbalstadion), kan een snelle manier wel wenselijk zijn.

[psyBSD]

Wat dacht je van he vervangen van onze visuele sensoren wanneer deze stuk zijn? Als wij het protocol dat onze hersenen gebruiken kennen kunnen wij daar clients voor maken. (Just a thought ofcourse)

[T-men]

Ja, maar dan hopen dat dat systeem dan wat naukeuriger is dan het menselijke. Een mens kan zich makkelijk vergissen, (misschien wel als gevolg van dat kleine aantal neuronen) en dat wil je niet bij b.v. stadionverboden.

[Anoniem: 111378]

kan zijn maar baardapen herkennen een scheer apparaat niet of nauwlijks.

[RetepV]

Baardapen moeten JUIST goed in staat zijn om een scheerapparaat te herkennen. Als een baardaap zo'n ding niet zou herkennen, zou zijn vluchtreactie niet inslaan en zou hij ook baardloos zijn. Een springbok zal een leeuw ook eerder herkennen dan een olifant de leeuw herkent .

[Anoniem: 160275]

Nu wachten op de test
we houden een aap een banaan voor , meten de neuronen
en dan de signalen zelf naar de hersens sturen en kijken of de aap de banaan waarneemt.
Als ze dat voor elkaar krijgen dan zullen er porno dvd's komen met een interface en plakkers om op je hoofd te plakken (shit moet ik niet alvast patent aanvragen)

[sonix666]

Nee, want je hebt je idee al openbaar nu gemaakt en dan is het niet meer te patenteren.

[Anoniem: 137466]

alles dat niet efficient is in de natuur behoort niet tot 'the fittest' en zal minder succesvol zijn in de voorplanting

[koelpasta]

Alleen is dat niet helemaal waar.
De natuur kan super inefficient zijn indien er genoeg energie (zonlicht) beschikbaar is.

Inefficientie is belangrijk omdat er niet een soort van algemene 'oplossing' bestaat voor evolutie.
Met andere woorden, een organisme weet nooit waarie aan toe is.
Dat betekent dat een organisme voorbereid moet zijn op onbekende veranderingen in zn omgeving.
Om dat te kunnen moet het organisme veel 'kennis' meeslepen uit het verleden die lang niet altijd efficient is.
Gelukkig wordt dit soort kennis verspreid over het genoom van een hele populatie.
Zo kan het zijn dat onder veranderde omstandigheden de 'fittest' niet meer zo fit is en dat een ander individu, dat eigenlijk minder efficient was in de vorige situatie, beter in staat zal zijn zich voort te planten (of alsnog de kans zal krijgen tot).

Efficientie is geen uitgangspunt van de evolutie.
Overleven wel.
Efficientie helpt wel bij overleven maar te efficient is slecht.