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Il computer utilizza i segnali del cervello umano per modellare la percezione visiva

In quello che è il primo del suo genere, i ricercatori dell’Università di Helsinki hanno dimostrato una nuova tecnica in cui un computer monitora i segnali del cervello umano per modellare la percezione visiva. In altre parole, il computer tenta di ricreare ciò a cui pensa un essere umano nella sua testa. Questa tecnica di nuova concezione fa sì che il computer sia in grado di produrre informazioni completamente nuove e immagini di fantasia che non erano mai apparse prima.

Il nuovo studio è stato pubblicato a settembre sulla rivista Scientific Reports , una rivista online ad accesso aperto che copre più discipline.

I ricercatori hanno basato la tecnica su una nuova interfaccia cervello-computer, che tradizionalmente è in grado di comunicare solo unidirezionale dal cervello al computer. Ciò comporta, ad esempio, l’ortografia delle lettere o lo spostamento di un cursore.

Il lavoro è stato il primo a dimostrare la presentazione del computer delle informazioni e dei segnali cerebrali modellati contemporaneamente attraverso l’uso di metodi di intelligenza artificiale (AI). Le risposte del cervello umano e una rete neurale generativa hanno interagito e generato immagini che rappresentavano le caratteristiche visive di ciò su cui i partecipanti si stavano concentrando.

Modellazione generativa neuroadattivo
Il metodo si chiama modellazione generativa neuroadattivo e la sua efficacia è stata testata con 31 partecipanti. A questi partecipanti sono state mostrate centinaia di immagini generate dall’intelligenza artificiale di una vasta gamma di persone e l’EEG dei partecipanti è stato registrato durante la visualizzazione delle immagini.

Ai partecipanti è stato detto di concentrarsi su alcune caratteristiche delle immagini, come volti ed espressioni distinte. Quindi sono state rapidamente presentate una serie di immagini del viso mentre gli EEG venivano alimentati a una rete neurale. Questa rete neurale ha quindi dedotto se un’immagine è stata rilevata dal cervello come corrispondente a ciò su cui i partecipanti si stavano concentrando.

Utilizzando questi dati, la rete neurale è stata in grado di fare una stima del tipo di volti a cui le persone stavano pensando e le immagini generate dal computer sono state valutate dai partecipanti. I risultati hanno dimostrato che le immagini corrispondevano quasi perfettamente a ciò su cui si stavano concentrando e il tasso di accuratezza dell’esperimento era dell’83%.

Tuukka Ruotsalo è un ricercatore dell’Accademia di Finlandia presso l’Università di Helsinki, Finlandia, nonché professore associato presso l’Università di Copenaghen, in Danimarca.

“La tecnica combina le risposte umane naturali con la capacità del computer di creare nuove informazioni. Nell’esperimento, ai partecipanti è stato chiesto solo di guardare le immagini generate dal computer. Il computer, a sua volta, ha modellato le immagini visualizzate e la reazione umana verso le immagini utilizzando le risposte del cervello umano. Da questo, il computer può creare un’immagine completamente nuova che corrisponde all’intenzione dell’utente “, afferma Ruotsalo.

Altri potenziali vantaggi
Oltre a generare immagini del volto umano, questo nuovo studio ha dimostrato come i computer potrebbero aumentare la creatività umana.

“Se vuoi disegnare o illustrare qualcosa ma non sei in grado di farlo, il computer potrebbe aiutarti a raggiungere il tuo obiettivo. Potrebbe semplicemente osservare il centro dell’attenzione e prevedere cosa vorresti creare “, afferma Ruotsalo. Tuttavia, i ricercatori ritengono che la tecnica possa essere utilizzata per acquisire la comprensione della percezione e dei processi sottostanti nella nostra mente.

“La tecnica non riconosce i pensieri ma risponde piuttosto alle associazioni che abbiamo con le categorie mentali. Pertanto, anche se non siamo in grado di scoprire l’identità di una specifica “persona anziana” a cui stava pensando un partecipante, possiamo ottenere una comprensione di ciò che associano alla vecchiaia. Pertanto, riteniamo che possa fornire un nuovo modo per acquisire informazioni sui processi sociali, cognitivi ed emotivi “, afferma il ricercatore senior Michiel Spapé.

Spapé ritiene inoltre che questi risultati potrebbero essere utilizzati all’interno della psicologia.

“L’idea di una persona anziana può essere molto diversa da quella di un’altra. Attualmente stiamo scoprendo se la nostra tecnica potrebbe esporre associazioni inconsce, ad esempio controllando se il computer riproduce sempre le persone anziane come, diciamo, uomini sorridenti “.

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