Tecnologia Científica

Detecção de rosto em redes neurais profundas não treinadas
Uma equipe de pesquisa KAIST demonstrou que a seletividade visual das imagens faciais pode surgir mesmo em redes neurais profundas completamente destreinadas.
Por Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) - 21/12/2021


Crédito: Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)

Os pesquisadores descobriram que as funções cognitivas visuais superiores podem surgir espontaneamente em redes neurais não treinadas. Uma equipe de pesquisa KAIST liderada pelo Professor Se-Bum Paik do Departamento de Engenharia Biológica e Cerebral demonstrou que a seletividade visual das imagens faciais pode surgir mesmo em redes neurais profundas completamente destreinadas.

Essa nova descoberta forneceu insights reveladores sobre os mecanismos subjacentes ao desenvolvimento das funções cognitivas em redes neurais biológicas e artificiais , também causando um impacto significativo em nossa compreensão da origem das funções cerebrais iniciais antes das experiências sensoriais.

O estudo publicado na Nature Communications em 16 de dezembro demonstra que as atividades neuronais seletivas às imagens faciais são observadas em redes neurais profundas inicializadas aleatoriamente na completa ausência de aprendizagem, e que mostram as características daquelas observadas em cérebros biológicos.

A capacidade de identificar e reconhecer rostos é uma função crucial para o comportamento social , e acredita-se que essa habilidade se origine da sintonia neuronal em um nível único ou multi-neuronal. Neurônios que respondem seletivamente a faces são observados em animais jovens de várias espécies, e isso levanta um intenso debate se os neurônios seletivos de rosto podem surgir inatamente no cérebro ou se eles requerem experiência visual.

Usando um modelo de rede neural que captura propriedades do fluxo ventral do córtex visual, a equipe de pesquisa descobriu que a seletividade facial pode emergir espontaneamente de fiações feedforward aleatórias em redes neurais profundas não treinadas. A equipe mostrou que o caráter dessa seletividade inata de rosto é comparável ao observado com neurônios seletivos de rosto no cérebro, e que esse ajuste neuronal espontâneo para rostos permite que a rede execute tarefas de detecção de rosto.

Esses resultados implicam em um cenário possível no qual as conexões feedforward aleatórias que se desenvolvem em redes não treinadas iniciais podem ser suficientes para inicializar funções cognitivas visuais primitivas.

O professor Paik disse: "Nossas descobertas sugerem que as funções cognitivas inatas podem emergir espontaneamente da complexidade estatística embutida no circuito hierárquico de projeção feedforward, mesmo na ausência completa de aprendizado."

Ele continuou, "Nossos resultados fornecem um amplo avanço conceitual, bem como uma visão avançada dos mecanismos subjacentes ao desenvolvimento de funções inatas em redes neurais biológicas e artificiais, que podem desvendar o mistério da geração e evolução da inteligência." apoiado pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF) e pelo projeto de pesquisa de singularidade KAIST.

 

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