Mengenali wajah sangat penting untuk cara kita berinteraksi dalam masyarakat yang kompleks, dan sering dianggap sebagai kemampuan yang membutuhkan kecanggihan otak manusia yang besar.

Tapi bukti baru yang kami terbitkan Frontiers dalam Psikologi menunjukkan bahwa serangga seperti lebah madu (Apis mellifera) dan tawon Eropa (Vespula vulgaris) menggunakan mekanisme pemrosesan visual yang mirip dengan manusia, yang memungkinkan pengenalan wajah yang dapat diandalkan.

Ini terlepas dari ukuran otak serangga yang sangat kecil. Mereka mengandung kurang dari satu juta sel otak, dibandingkan dengan 86,000 juta yang membentuk otak manusia.

Memahami ukuran otak apa yang memungkinkan tugas-tugas kompleks untuk diselesaikan secara efisien tentu menarik, tetapi juga memiliki implikasi praktis. Ini memungkinkan kita untuk memahami seberapa besar otak telah berevolusi, dan bagaimana memikirkan merancang kecerdasan buatan (AI) yang mungkin mencerminkan efisiensi otak biologis.

Mudah tetapi rumit

Kami benar-benar pandai mengenali wajah-wajah yang dikenalnya. Pikirkan tentang situasi bertemu teman di stasiun kereta api di mana ada ratusan orang yang lewat, semua bergerak ke arah yang berbeda. Tiba-tiba, sekilas wajah yang dikenal di kejauhan berarti kita telah menemukan orang yang tepat.

Ini tampaknya mudah, tetapi solusi AI sering sulit mengenali wajah dalam situasi yang rumit.

Keahlian kami dalam mengenali wajah sebagian besar didasarkan pada "pemrosesan holistik" - pelekatan fitur wajah yang berbeda untuk memberikan pengakuan yang unggul. Ini dianggap sebagai proses kognitif canggih yang berkembang dengan pengalaman saat melihat wajah. Begitu kita akrab dengan wajah, fitur yang berbeda - seperti mata, hidung, mulut, dan telinga - diproses bersama sebagai "gestalt" (sebuah unit yang menggabungkan semua elemen) untuk memungkinkan kita mengenali individu dengan andal.

Menariknya, sementara pemrosesan holistik biasanya digunakan untuk mengenali wajah, ketika kita menjadi ahli dalam tugas visual lainnya - seperti menjadi hakim di pameran anjing atau mengoleksi mobil klasik - kemudian otak kita juga menggunakan proses holistik untuk memungkinkan kemampuan pengenalan yang superior di area tersebut juga. .

Pemrosesan holistik karenanya dapat menjadi prinsip umum untuk mengenali objek-objek penting. Ini berguna secara lebih luas, karena ini berarti bahwa pemrosesan holistik dapat bermanfaat untuk mengembangkan solusi AI yang lebih baik, seperti untuk identifikasi tanaman invasif yang cepat dan akurat dalam pertumbuhan yang cepat. Industri AgTech.

Kami tertarik untuk mengetahui seberapa umum prinsip pengolahan holistik pada hewan yang berbeda, sehingga rekan saya dan saya mulai menguji bagaimana serangga dapat memecahkan tugas pengenalan wajah.

Bawa pada serangga

The honeybee adalah hewan yang sangat mudah diakses untuk memahami pemrosesan visual. Lebah individu dapat dilatih untuk mempelajari masalah kompleks sebagai imbalan untuk mengumpulkan pahala manis. Baru-baru ini kami mengembangkan metode untuk menguji tawon dengan cara yang sama.

Penelitian kami yang sudah ada menunjukkan hal itu lebah madu dan tawon dapat belajar mengenali wajah manusia.

Bukti lain - dari kelompok penelitian AS - menunjukkan bahwa tawon kertas (Polis fuscatusdapat sangat andal mempelajari wajah tawon kertas lainnya, dan tampaknya telah mengembangkan mekanisme otak khusus untuk pengolahan wajah tawon.

Apa yang hilang adalah pemahaman tentang apakah ini terjadi pada serangga karena interpretasi sederhana dari fitur wajah individu, atau menggunakan interpretasi "gambaran utuh" yang lebih kompleks - pemrosesan wajah holistik - seperti yang terjadi pada manusia.

Kami memutuskan untuk menguji kemungkinan pengolahan wajah secara holistik baik pada lebah madu maupun tawon Eropa, menggunakan individu terlatih untuk menyelesaikan pengujian dengan wajah yang dimanipulasi.

Menguji pemrosesan wajah

Dua tes yang sangat berguna sudah ada untuk menetapkan bahwa subyek manusia menggunakan pengolahan wajah holistik: ini adalah efek sebagian utuh, Dan efek gabungan-wajah.

Grafik efek sebagian utuh mengungkapkan bahwa ketika fitur wajah seperti mata, hidung atau mulut dirasakan dalam isolasi, lebih sulit untuk mengenali wajah dibandingkan ketika fitur ini dilihat dalam konteks wajah penuh.

Grafik efek gabungan-wajah mengacu pada penurunan besar dalam keakuratan kinerja ketika fitur wajah dalam yang benar - seperti mata, hidung dan mulut - dilihat dalam konteks fitur luar yang salah.

Dalam pengolahan wajah yang dikenal manusia, fitur elemen yang berbeda direkatkan menjadi gestalt untuk meningkatkan akurasi pengenalan wajah.

Saya tahu wajah itu

Ketika kami menggunakan prinsip-prinsip ini untuk menguji serangga, lebah dan tawon dapat mempelajari gambar wajah manusia (hitam dan putih) yang berwarna merah.

Baik lebah dan tawon kemudian diberi empat tes terpisah tambahan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa meskipun serangga-serangga ini tidak memiliki alasan evolusi untuk memproses wajah manusia, otak mereka belajar pengenalan yang dapat diandalkan dengan menciptakan representasi holistik dari gambar yang kompleks. Mereka menempatkan fitur bersama untuk mengenali wajah manusia tertentu.

Kita sekarang tahu bahwa otak kecil serangga dapat secara andal mengenali paling tidak sejumlah kecil wajah. Ini menunjukkan bahwa pada manusia, keuntungan dari otak besar kita mungkin adalah jumlah individu yang sangat besar yang dapat kita ingat.

Informasi baru ini membantu kami memahami bagaimana keahlian pemrosesan wajah yang sangat canggih mungkin bisa berkembang pada manusia dan primata lainnya.

Bukti bahwa pengolahan holistik digunakan oleh hewan yang berbeda untuk berbagai masalah visual yang kompleks menunjukkan ini mungkin merupakan pendekatan yang berguna untuk mengeksplorasi untuk mengembangkan solusi AI untuk pengakuan yang dapat diandalkan.

Tentang Penulis

Adrian Dyer, Associate Professor, Universitas RMIT

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon