Vědci z University of Colorado at Boulder představili nový typ neuronové sítě, která se zaměřuje na rozpoznávání emocí. Hlavním cílem ale nebylo jen samotné rozpoznávání, ale také porovnání s živými lidskými mozky a jak jejich architektura reaguje na stejné emoce.
Již dlouho se předpokládá, že emoce a jejich rozpoznávání patří do starší částí mozku, která se vyvinula dříve a je součástí například limbického systému. Jak ale ukázal nový experiment, nejspíše tomu tak nebude a situace kolem zpracování emocí bude komplexnější, než se do současné doby myslelo.
Neuronová síť EmoNet
Vědci při vývoji speciálního systému vycházeli ze základní neuronová sítě AlexNet, která slouží pouze pro rozpoznávání objektů. Tato neuronová síť byla poté přepracována a vylepšena na úroveň, aby dokázala rozpoznávat lidské emoce z fotografií. Přesněji řečeno systém dokázal předpovědět, jak se člověk a lidský mozek bude cítit při pozorování stejné fotografie nebo záběru.
Aby tuto schopnost bylo možné naučit, byl nutný přesný trénink, k čemuž se použilo celkem 25 tisíc označkovaných fotografií, které zahrnovaly scény s překvapením nebo úžasem, hororové scény, erotické fotky a další kategorie, kterých bylo dohromady 20.
Při testování bylo ověřeno, že EmoNet dokáže s velkou přesností označovat přibližně 11 z těchto emočních typů. Nejlépe si vedl v případě erotiky, kterou rozpoznal v 95 % případů, Naopak jak se dá předpokládat, vysoká chybovost v odhadu byla u velmi podobných emocí jako je třeba zmatení a překvapení.
Zajímavostí je, že EmoNet dokázal přiřadit emoce i k dříve neviděným obrazům, které byly tvořené pouze jedinou barvou. U černého obrázku tak správně odhadl úzkost, u červené vztek a podobně, včetně konkrétní prezentace úrovně této hodnoty. Pokud byla na fotkách dvojice, vyhodnotil to jako romantiku a třeba u štěňátek označil zábavu. Systém EmoNet dokonce dobře fungoval i u krátkých videoklipů, kdy dokázal správně označit 3/4 z nich.
Porovnání s člověkem
Součástí celého experimentu bylo ale také srovnání s lidským mozkem, k čemuž posloužilo 18 dobrovolníků a EmoNet byla pak z tohoto pohledu 19 testovaný „exemplář“. Všem byly ukazovány stejné snímky a zatímco u lidí byla sledována aktivita oblastí v mozku pomocí magnetické rezonance, u neuronové sítě to byly oblasti aktivity v samotné architektuře.
Díky sledování vědci zjistili, že u lidského mozku dochází k aktivitě v části mozkové kůry označované jako occipital lobe a zajímavostí bylo, že u EmoNetu docházelo k aktivitě v podobných částech sítě. Na různé emoce reaguje i část mozkové kůry, která má na starost zpracování obrazu.
Díky tomu i objekty či barvy vytvářejí emoce a nikoli pouze konkrétní struktury, které jsme již viděli. Mozek tak emoce zpracovává v několika vrstvách a úrovních, kdy používá různé části neuronové sítě. Stejných vlastností využívá i vytvořený EmoNet.
EmoNet tak může do budoucna pomoci zlepšit interakci mezi člověkem a počítačem, posunout rozpoznávání emocí na další úroveň a hlavně přesněji popsat, jak funguje zpracování emocí v lidském mozku.
