Une expérience d'image aléatoire révèle les éléments constitutifs de l'imagination humaine

Voici une curieuse expérience. Prenez du bruit blanc et utilisez-le pour produire un ensemble d'images qui sont essentiellement des arrangements aléatoires de blocs de couleurs différentes. Montrez ces images à un certain nombre de personnes et demandez si l'une d'entre elles leur rappelle, disons, une voiture.

La plupart du temps, ces images aléatoires apparaîtront aux gens comme, eh bien, aléatoires. Mais de temps en temps, quelqu'un dira qu'une image lui rappelle une voiture. Mettez cette image de côté. Et répétez.

Après avoir évalué, disons, 100 000 images de cette manière, vous vous retrouverez avec un ensemble d'images essentiellement aléatoires qui rappellent les voitures. Prenez la moyenne de ceux-ci et vous trouverez quelque chose d'intéressant. L'image résultante ressemble en effet à une voiture floue, pas à un type spécifique de voiture mais à un modèle très général d'une voiture.

Bien que notre ensemble de données ne se compose que de bruit blanc, une voiture émerge, disent Carl Vondrick et ses amis du Massachusetts Institute of Technology de Cambridge, qui ont effectué la recherche.

Aujourd'hui, ces gars-là disent que ce processus extrait le modèle visuel que le cerveau humain utilise pour distinguer des objets tels que des voitures de non-voitures. Et parce que ce processus est basé uniquement sur le bruit et l'imagination, Vondrick et co disent qu'il fournit un aperçu unique de la nature de l'imagination humaine.

Les détails expérimentaux sont relativement simples. Vondrick et co utilisent le processus basé sur le bruit pour générer des ensembles de données composés de 100 000 images. Ils ont ensuite demandé aux employés de Mechanical Turk d'Amazon de classer chaque image comme une voiture ou non. Ils effectuent divers tests d'assurance qualité afin qu'ils n'incluent que les résultats des travailleurs les plus performants.

Dans des tests séparés, ils demandent également aux travailleurs de trouver des images de personnes, de téléviseurs, de bouteilles, de ballons de sport, etc. Dans chaque cas, lorsque les images sélectionnées sont moyennées, un modèle flou de ces objets émerge.

L'une des découvertes intéressantes que Vondrick et co ont faites est qu'il existe des différences culturelles entre les imaginations formées dans différentes parties du monde. Par exemple, demandez aux gens en Inde de choisir des images qui leur rappellent un ballon de sport et le modèle résultant est un flou circulaire rouge. Mais demandez aux gens des États-Unis de faire le même exercice et le résultat est un flou orange/marron.

La différence est facile à expliquer. En Inde, le sport le plus populaire est le cricket qui se joue avec une balle rouge. Mais aux États-Unis, les sports les plus populaires sont le football américain et le basket-ball, qui se jouent avec des balles orange ou marron. De toute évidence, le paysage culturel a un impact important sur l'imagination humaine.

Une découverte bizarre est que lorsque l'équipe a demandé à des personnes de Singapour d'identifier des voitures, le modèle résultant semble montrer une voiture vue de face. En revanche, les Américains ont produit un modèle montrant une voiture vue de côté. La raison pour laquelle il en est ainsi n'est pas encore claire.

Pourtant, les résultats sont plus que simplement curieux. Vondrick et co ont utilisé les modèles pour former des algorithmes de vision artificielle et affirment que les résultats surpassent considérablement les autres mécanismes de formation. Par exemple, un algorithme de vision artificielle formé avec un seul modèle imaginatif d'une voiture est bien meilleur pour reconnaître les voitures dans d'autres images que le même algorithme formé avec une seule image ordinaire d'une voiture.

C'est un travail fascinant qui donne un aperçu important de la nature de l'esprit humain. Il fournit également un nouveau moyen important d'entraîner les algorithmes de vision artificielle à se comporter davantage comme des humains.

Une caractéristique extraordinaire de l'imagination est qu'elle permet aux humains de visualiser des objets qu'ils n'ont jamais vus. Les ordinateurs en sont encore loin mais les travaux de Vondrick and co pourraient être un tremplin important. Notre espoir est que nos idées inspireront de futurs travaux sur la construction de machines avec la capacité d'imaginer de nouveaux concepts visuels comme un humain, dit l'équipe.

Réf : arxiv.org/abs/1410.4627 : Acquisition de classificateurs visuels à partir de l'imagination humaine

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