Попугаи распознают формы

Когда попугай Гриффин смотрит на треугольник Канижа — известную оптическую иллюзию из трёх фигур, похожих на Pac-Man и обращённых друг к другу, — он видит не просто три сходящиеся фигуры. Он видит треугольник.

Это может показаться незначительным, пока не осознаешь, что Гриффин — попугай.

Несмотря на зрительную систему, кардинально отличающуюся от человеческой, птица может успешно идентифицировать фигуры Канижа и частично скрытые (окклюдированные) формы. Об этом заявили Кен Накаяма, профессор психологии, и Ирен Пепперберг, научный сотрудник факультета психологии, соавторы исследования. Полученные данные свидетельствуют, что птицы могут обрабатывать визуальную информацию способом, сходным с человеческим. Результаты описаны в статье, недавно опубликованной в журнале Cognition.

«Нас разделяют 300 миллионов лет эволюции, — говорит Пепперберг. — Анатомически мозг Гриффина очень отличается от нашего. Несмотря на это, данные показывают, что он решает эти критически важные для выживания задачи — например, избегание хищников и поиск пищи — способами, очень похожими на человеческие».

Помимо демонстрации сообразительности Гриффина и его пернатых собратьев, исследование может дать важные ориентиры для таких областей, как искусственный интеллект.

«Это важно, особенно в контексте нашего понимания глубокого обучения, — отмечает Накаяма. — Эти алгоритмы могут делать удивительные вещи, но они очень хрупки в том смысле, что могут совершать ужасные ошибки, которых никогда не допустили бы вы или я. Мы никогда по-настоящему не тестировали человека или машину с помощью такого теста… и если это животное с относительно примитивным мозгом может выполнить эту задачу, здесь может быть что-то, что требует изучения».

Помимо треугольника, Гриффин смог идентифицировать одно-, двух-, четырёх- и шестиугольные фигуры Канижа, а также такие же формы с одним скрытым углом.

Первым шагом в проверке способности Гриффина распознавать скрытые формы стало обучение его распознаванию форм как таковых. Для этого использовали деревянные блоки и учили Гриффина определять формы по количеству углов. Например, показывая квадрат, он в итоге отвечал «четыре».

Хотя обучение гарантировало, что Гриффин может распознавать трёхмерные формы, частично скрытые формы были просто напечатаны на бумаге. То, что он всё равно смог их распознать, указывает на то, что он понял связь между двумя методами представления.

«Он смог распознать, что этот плоский лист бумаги представляет собой квадратный блок, на котором его обучали, — поясняет Пепперберг. — Мы смогли проделать это с объектами, имеющими один, два, три, четыре и шесть углов. Мы варьировали цвет и размер объектов, размер окклюдеров — мы ни разу не повторили одно и то же испытание».

В конечном счёте, значимость способности Гриффина может заключаться в том, как она предлагает поучительный пример того, как нейронная сеть мозга обрабатывает сложную информацию.

«Мы представили Гриффину более широкий спектр тестов, чем когда-либо делалось ранее, — говорит Накаяма. — В отличие от исследований поведения животных и обучения в "глубоких сетях", между реальным 3D-треугольником и треугольником Канижа нет визуального сходства. Тем не менее, Гриффин установил эту связь. Его зрительная система решила проблему, которую ещё не продемонстрировала ни одна искусственная сеть. Отличие в том, что у этого попугая есть некое подобие языковой способности, поэтому мы можем общаться способом, невозможным с другими животными».

Для сравнения, алгоритмы машинного обучения, по-видимому, «учатся» совершенно иначе.

Исследователи начинают с загрузки миллионов единиц данных в системы, а затем полагаются на огромные объёмы компьютерных данных и сложные алгоритмы для их сортировки, что приводит к поистине удивительным подвигам распознавания.

«Однако это может не обобщаться на то, как мы обрабатываем эту информацию, — говорит Накаяма. — Машинное обучение почти похоже на слепое обучение. Исследователи говорят, что если дать им достаточно информации в достаточном количестве ситуаций, они этому научатся… но они просто не пытались сделать то, что сделал этот попугай в аналогичных обстоятельствах, и я бы хотел, чтобы они попробовали».