چجوری ذهن ما می‌فهمه یه مایع نرم و کش‌دار داره حرکت می‌کنه؟!

بذارین یه سوال جالب بپرسم: تا حالا فکر کردین چطوری ذهن ما مثلاً وقتی یه مایع چسبناک یا آب رو حرکت می‌بینه، فوراً می‌فهمه که اون مایع چقد روان یا چقد سفت‌وسخته؟

یه سری آدم باهوش اومدن سراغ همین موضوع و بررسی کردن آیا واقعاً میشه فقط با نگاه کردن به حرکت یه مایع، بفهمیم مثلاً چقد غلیظه یا رقیقه؟ قصه از اینجا شروع میشه که اونا از یه تکنیک کامپیوتری به اسم «p-flow» استفاده کردن.

حالا “p-flow” یعنی چی؟ خیلی خلاصه بگم: معمولاً تو تصویربرداری حرکت، از چیزی به اسم «optical flow» یا جریان نوری استفاده می‌کنن. Optical flow یعنی بررسی دقیق اینکه پیکسل‌های تصویر چطور حرکت می‌کنن تا حرکت واقعی اجسام فهمیده بشه. ولی این دوستای ما یه جور جریان نوری ساده‌تر درست کردن که توش جهت و شدت تاریکی و روشنی‌های تصویر رو به صورت یک سری بردار (یعنی فلش کوچیک) نشون میدن، بعد حرکت این فلش‌ها رو تو تصویر دنبال می‌کنن، بهش میگن pseudo-flow یا “p-flow”. اینطوری میشه حرکت‌های غیرسخت مثل موج زدن مایع رو بهتر حس کرد.

برای اینکه آزمایش شون دقیق باشه، فیلم‌های کامپیوتری ساختن که توش یه مایع با چند مدل مختلف غلظت (ویسکوزیته) حرکت می‌کرد. توجه کن، “ویسکوزیته” یعنی چقد یه مایع غلیظه، مثلاً عسل ویسکوزیته‌ش بالاست، آب پایینه. این فیلم‌ها نه خیلی واقعی، بلکه حالت نورهای نقطه‌ای داشتن که حرکت مایع رو نشون می‌داد، بهش می‌گن point-light display.

حالا ۳۱۲ نفر شرکت کرده بودن تو آزمایش و باید فقط با دیدن این فیلم‌ها، حدس می‌زدن مایع تو هر فیلم چقد غلیظه یا رقیقه. برای مقایسه، از روش معمول‌تر یعنی “Lucas–Kanade” هم استفاده کردن. این یه الگوریتم معروفمه برای دنبال کردن حرکت تو عکس‌ها که معمولا تو بخش‌های کوچیک تصویر تغییرات رو پایش می‌کنه.

نتایجشون چی شد؟ جالب اینجاست که وقتی از “p-flow” استفاده کردن (یعنی فقط اون بردارهای ساده تاریکی-روشنایی رو دنبال می‌کردن)، آدم‌ها سریع‌تر و دقیق‌تر می‌تونستن حدس بزنن اون مایع چقد غلیظه. یعنی هم خطاهاشون کمتر بود، هم سرعت پاسخ دادنشون بیشتر. مخصوصاً وقتی مقایسه‌ش کردن با روش مرسوم “Lucas–Kanade”، تفاوت خیلی محسوس بود.

در آخر نتیجه گرفتن که این روایت ساده‌تر از حرکت تصویر (همون p-flow) ظاهراً باعث میشه مغز ما بهتر بتونه خاصیت‌هایی مثل ویسکوزیته رو تشخیص بده. احتمالاً دلیلش اینه که تو الگوریتم “p-flow”، محدودیت‌های محلی (local constraint) باعث میشن اون چیزی که واقعاً به مغز اطلاعات می‌ده، رسا‌تر منتقل بشه.

خلاصه کلام اینکه ذهن ما حتی از نشونه‌هایی که به نظر بی‌اهمیت می‌رسن هم خیلی سریع جنس یه چیز رو درمیاره! تکنیک‌های جدید هم دارن کمک می‌کنن که بفهمیم مغز چقدر خفن عمل می‌کنه – حتی موقع تماشای یکسری نقطه‌های نورانی که دارن می‌لرزن!

منبع: +