【科學新知：依人類視覺系統設計超強電腦】

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 【科學新知：依人類視覺系統設計超強電腦】

到目前爲止，科學家已運用DNA概念和人類視覺原理來創造速度更快、功能更強的電腦。

 

（Getty Images）

科學新知：依人類視覺系統設計超強電腦
 
【8月15日訊】（記者林節編譯報導）自從1994年科學界提出運用DNA概念，創造速度更快、體積更小、功能更強的電腦以來，科學家一直不遺餘力地埋首研究，希望成功地將遺傳密碼應用到電腦計算方面。不過在這個過程中，一項以人類視覺神經來強化電腦的努力，已初具成果。

 

紐約倫斯勒理工學院（Rensselaer Polytechnic Institute）的認知科學助理教授馬克．錢次(Mark Changizi)是該項科研的帶頭人，他已研發出一套方法，可將人類的視覺神經系統電腦程式化，此研究結果已刊登在《感知》(Perception) 期刊上。

 

根據錢次的理論，若想妥善運用人類視覺系統的運算功能，就必須將電腦程式以下列方式視覺化：當某人一看到代表性的事物，視覺系統自然的就能計算出結果並產生一個感知。

 

在日常生活中，人們在瞥見複雜視覺信息的瞬間，視覺系統就可以自動且毫不費力地產生感知，並將計算結果通知我們大腦。錢次所開發的電腦系統也想達到這樣的效果，即電腦在檢測到視覺信息時，就自動地運算產生結果。

 

藉由將數位電路視覺表述化，錢次已成功地應用了他的理論，來達到上述目的。

 

數位電路是用來執行大型且重要的邏輯運算，廣泛應用在計算機、電腦、電話、以及當今大多數電子產品中。

 

數位電路是從數位邏輯閘(logic gate)的組合所衍生出來的，而且輸出的數值通常只為0或１。

 

錢次利用視覺刺激來誘發觀察者對物體的認知產生兩種結果：

 

一、傾向觀察者（輸出數值為1）；

 

二、遠離觀察者（輸出數值為0）。

 

如同數位電路需要電線來傳輸信號至電路的各個區域一樣，數位電路的視覺表述中所謂的「電線」就是圖像的一部份，圖像只能以兩種模式（傾向觀察者或遠離觀察者）被感知。

 

在數位電路中，輸入值不是0就是1；同樣地，對視覺圖像化後的電路，其輸入值也是：0或1。

 

在錢次的方法中，他使用簡單、清晰盒子的圖案來作為圖像化後數位電路的輸入值。

 

藉著盒子的位置與明暗程度，就能判斷出影像往哪個方向傾斜。

 

錢次同時也創造了以下幾個以視覺表示的數位邏輯閘：

一、反閘（NOT GATE）：可將電路狀態由1翻轉為0或由0翻轉為1；

 

二、或閘(OR GATE)：如果一個或二個輸入值都是1，那麼輸出值就為1；

 

三、及閘(AND GATE)：當二個輸入值同時為1時，其輸出值為1。

 

通過檢測錢次所設計的數位電路視覺圖像，從輸入一路到輸出，這一模擬人視覺的電腦認知系統會自動地計算出數值，所以電路的「輸出」就是類似人們所感知到的最後一個盒子的傾斜方向，可能是0或1。

 

錢次表示，該視覺電路在教學邏輯上也有許多發展的潛力。

 

「許多人對邏輯性推理能力相當欠缺，有朝一日，視覺電路可以讓欠缺邏輯的人，經由複雜的電腦邏輯程式認清他們的道路。」

 

錢次的視覺模擬系統雖然成功地模擬了人們的知覺反應，不過，仍有嚴重的困難需要克服。

 

目前該系統的視覺邏輯閘門還無法每次都能輸出恰當的知覺結果。

 

也許需要訓練視覺系統來提高視覺電路輸出的精確度，錢次稱，這就像要經由教導才能學會閱讀一樣。

 

此外，發展出更大規模的電路，需要更小或更專業的視覺電路元件。

 

錢次期望其他的感知與幻象專家能研發出更為新穎的視覺元件，來模擬一些數位電路的組件，那麼視覺電路的能力將更趨完善，而依賴人類視覺原理來設計超強電腦的努力也將會出現更大成效。

引用：http://tw.myblog.yahoo.com/jw!HqnhsmGQEQVD5oUnaDBScp0-/article?mid=7964