為什麼AutoDraw可以辨識您畫的圖形?從AutoDraw來學認知心理學



「嗯!開始畫畫讓人工智慧去辨識,我要畫恐龍」
(跑出了一隻鸚鵡鳥)
「天呀!我明明畫的是恐龍呀!看來人工智慧還有一段努力的空間」
                Google近期推出AutoDraw後,有人開始重拾對畫畫的信心,但其實它尚在實驗階段,其中一個著重在辨識您畫的是什麼?然後去和資料庫比對,找出跟您畫最像的icon圖形。因此,嚴格說起來是從我們畫的圖樣去配對可能的圖形,這個歷程看似簡單,卻蘊藏了知覺心理學的知識。
                 假設一個情況是:您徒手繪圖請另一個人看,請他猜您畫的東西是什麼?您覺得對方猜對的比率有多少?您覺得這樣的判斷讓人腦及電腦來決策,哪個會比較精準?認知心理學就是在探討人類刺激判斷、學習記憶、問題解決、思考模式等歷程怎麼運作?而另一個面向的應用就是「類神經網絡」,簡單地說就是讓電腦模擬人腦的神經網絡,然後跑出一個模型去預測最後可能的結果。

抓住特徵就好辨識

                 認知心理學的「特徵比對理論(feature-matching theory)」解釋人類判斷事物的模型。所有事物或圖形都有其各自組成的屬性或特徵,因此要辨識這些事物或圖形的特徵,就要先分析它們的屬性,接著再進行判斷。這些屬性可能是物理特徵,也可能是功能特徵,屬性或特徵區辨的能力來自經驗,而知識的獲得有一部分來自對事物的分辨。在心理學領域裡,如果您某領域的區辨能力比別人強,您通常可以成為那個領域的知識領先者;例如:您可以用肉眼觸覺辨識多種布料類型,或者可嗅出不同香水氣味,甚至品嚐出咖啡紅酒的不同產地及風味等。而有些人就是對某些特徵的屬性特別敏感。

同樣是英文字母A,不同的形態我們的可以很輕易辨識,但對電腦來說,並不是那麼容易,只要一些特徵改變電腦要判斷可能就得要花一段時間。

像藍色的手寫字,如果讓人腦判斷,左邊是R,右邊是A;但電腦判斷左邊卻是A,右邊卻是R。因為電腦在屬性判斷上還是有一些侷限。

                 特徵對比被SelfridgeNeisser1960)發表的論文進一步延伸為屬性對比 (Pandemonium: A paradigm for learning),他在論文中描述了一種計算機處理模型,稱為「魔宮(Pandemonium)」,裡面包含了屬性計算機會可以通過該模型識別新模式,基本上它就包含了「屬性」、「認知」和「決策」三個關卡,屬性負責特徵的偵測,認知負責一種事物的偵測,而決策則是最後宣布它們所接受到的訊息是什麼?

                而SelfridgeNeisser的魔宮理論也在人工智慧(A.I.)的發展史上佔有一定的影響力。既然影響決策的會是個體對事物的屬性和認知,因此在繪圖呈現上呈現最重要的特徵,就容易被屬性和認知歷程處理,如果特徵不明顯,決策判斷時間就會拉長甚至做出錯誤決策(您以為只有在講繪圖嗎?其實簡報也是呀!特徵就是我們想說的關鍵重點)。

人工智慧學特徵

                 回過頭來講Google這系列的A.I.開發還有一個是「Quick, Draw」的小實驗,會出現一個名詞然後要我們在20秒內快速畫出來。在心理學裡限時的目的在於控制反應時間,而反應時間的操弄可以影響意識的反應,如果Quick, Draw是每個東西給我們2分鐘慢慢畫,那麼我們可能就會畫比較多的細節;但限制在20秒裡,就比較可以捕捉到該事物在人類記憶裡的共同原型。
                 雖然AutoDraw是依據我們手繪去判斷畫的圖形,而「Quick, Draw」看似是一個遊戲,但網頁標註「這是一個人工智慧的實驗(This is an A.I. experiment」,從心理學的角度來看可能就是在蒐集與建立不同物體的數據,然後讓A.I.去學習這些物體的特徵,讓它對圖形的判斷越來越精準。


               其實在學習歷程中,有時候新的資訊會干擾現有存在的知識,這是所謂的「穩定性與可塑性的進退兩難(stability and plasticity dilemma」;人常要克服學習訊息的彼此干擾,更何況是電腦要怎麼解決這個問題,這是在開發A.I.或類神經網絡學習可能會遇到一個難題,不過若克服這樣的技術問題,未來真的要透過手繪讓電腦優化出屬於自己的扁平icon也不無可能。


畫特徵從觀察開始

最後順便回答一些朋友常問我的問題:「不太會畫圖怎麼辦?
那可以從AutoDraw練習,看我們有沒有抓到想畫物體的特徵。或者從平常生活練習塗鴉,只要抓到關鍵特徵就可以辨識。
也有些朋友問:「那不知道怎麼抓特徵怎麼辦?
那從觀察身邊的微物該始,很多好的設計或者簡報是從觀察開始。

還有些朋友問:「不知道怎麼觀察怎麼辦?

我來開個塗鴉思考術好了!
教大家怎麼把生活物品拆解您覺得呢???


左邊是人,難道右邊你就看不出來是人嗎? XD
畫出右邊的圖很可恥嗎?一點也不呀!