En un abrir y cerrar de ojos, el sistema visual humano puede procesar un objeto, determinando si es una taza o un calcetín en milisegundos, y con aparentemente poco esfuerzo. Está bien establecido que la forma de un objeto es una señal visual crítica para ayudarlos ojos y el cerebro realizan este truco. Sin embargo, un nuevo estudio encuentra que si bien la forma externa de un objeto es importante para un reconocimiento rápido, el "esqueleto" interno del objeto puede desempeñar un papel aún más importante.
Informes científicos publicó la investigación realizada por psicólogos de la Universidad de Emory, que muestra que una herramienta visual clave para el reconocimiento de objetos es el eje medial de un objeto, o su geometría esquelética.
"Cuando pensamos en la forma de un objeto, normalmente imaginamos los contornos exteriores", explica Vladislav Ayzenberg, primer autor del artículo y candidato a doctorado en psicología por Emory. "Pero también hay una propiedad más profunda y abstracta de la forma que esdescrito por la geometría esquelética. Nuestra investigación sugiere que este mecanismo interno invisible puede ser crucial para reconocer un objeto tan rápidamente ".
"Puedes pensarlo como el dibujo de una persona con un palito de un niño", agrega Stella Lourenco, autora principal del estudio y profesora asociada de psicología en Emory. "Usar una figura de palo para representar a una persona te da la visión básicainformación que necesita para percibir de inmediato el significado de la figura "
El laboratorio de Lourenco investiga la percepción visual, la cognición y el desarrollo humano.
La percepción visual de un objeto comienza cuando la luz golpea nuestros ojos y el objeto se proyecta como una imagen bidimensional sobre las células fotorreceptoras de la retina. "Una gran cantidad de maquinaria interna zumba entre los ojos y el cerebro para facilitar la percepción y el reconocimientodentro de 70 milisegundos ", dice Ayzenberg." Estoy fascinado por los cálculos neuronales que intervienen en ese proceso ".
Aunque la mayoría de las personas dan por sentado, el reconocimiento de objetos es una hazaña notable. "Puede enseñarle a un niño de dos años lo que es un perro señalando a un perro real o mostrándole al niño una imagen en un libro", dice Lourenco"Después de ver estos ejemplos, un niño puede reconocer rápida y fácilmente a otros perros como perros, a pesar de las variaciones en sus apariencias individuales".
La capacidad humana en el reconocimiento de objetos es robusta a pesar de los cambios en una clase de objetos como contornos exteriores, tamaños, texturas y colores. Para el trabajo actual, los investigadores desarrollaron una serie de experimentos para probar el papel de la geometría esquelética en el proceso.
En un experimento, a los participantes se les presentaron imágenes emparejadas de 150 objetos 3D abstractos en una computadora. Los objetos tenían 30 estructuras esqueléticas diferentes. Cada objeto se renderizó con cinco formas de superficie diferentes, para cambiar la forma visible del objeto, sin alterarloel esqueleto subyacente. Se pidió a los participantes que juzgaran si cada par de imágenes mostraba el mismo objeto o diferentes. Los resultados encontraron que la similitud esquelética era un predictor significativo para una respuesta correcta.
Un segundo experimento, basado en adaptaciones de tres de los objetos, probó los efectos de los cambios proporcionales al esqueleto de la forma. Los participantes pudieron predecir con precisión la similitud de los objetos a una tasa significativamente superior al azar en cada nivel de cambio esquelético.
Un tercer experimento probó si el esqueleto de un objeto era un mejor predictor de similitud de objeto que su forma de superficie. Los participantes acertaron con éxito los objetos por su estructura esquelética o formas de superficie cuando cada señal se presentó de forma aislada. Sin embargo, mostraron una preferencia por coincidirobjetos por sus esqueletos, a diferencia de sus formas superficiales, cuando estas señales entran en conflicto entre sí.
Los resultados sugieren que el sistema visual no solo es muy sensible a la estructura esquelética de los objetos, sino que esta sensibilidad puede desempeñar un papel aún más importante en la percepción de la forma que los contornos de los objetos.
"La geometría esquelética parece ser más importante que lo realizado anteriormente, pero ciertamente no es la única herramienta utilizada en el reconocimiento de objetos", dice Lourenco. "Puede ser que el sistema visual comience con la estructura esquelética, en lugar del contorno deun objeto y luego asigna otras propiedades, como texturas y colores, sobre él "
Además de aumentar el conocimiento fundamental del sistema de visión humana, el estudio puede dar una idea de cómo mejorar las capacidades para la inteligencia artificial IA. El reconocimiento rápido y preciso de objetos, por ejemplo, es vital para los sistemas de IA en automóviles sin conductor.
"El mejor modelo para un sistema de aprendizaje automático es un sistema de aprendizaje humano", dice Ayzenberg. "El sistema de visión humana ha resuelto el problema del reconocimiento de objetos a través de la evolución y se ha adaptado bastante bien".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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