الهام از رفتار بصری انسان در ردگیری همزمان اشیاء

به گزارش خبرنگار روابط عمومی و سایت دانشگاه خاتم، دومین کرسی ترویجی دانشگاه خاتم روز یکشنبه ۲۱ تیرماه ۱۴۰۵ و با موضوع «الهام از رفتار بصری انسان در ردگیری همزمان اشیاء» با حضور معاون آموزش و تحصیلات تکمیلی، مدیر دفتر امور پژوهشی، مدیر دفتر روابط عمومی، مدیر دفتر دانش آموختگان، مدیر گروه مهندسی کامپیوتر دانشگاه خاتم و جمعی از علاقه‌مندان این حوزه در محل سالن کنفرانس امام رضا (ع) برگزار شد.

 

در ابتدای این نشست، دکتر نکیسا هدایت‌زاده؛ استادیار و مدیر گروه هنرهای معماری و پژوهشی و دبیر کمیته کرسی‌های دانشگاه خاتم در سخنانی با بیان اینکه هدف از تشکیل این قبیل جلسات، تضارب آراء و ارتقای کیفیت پژوهش در دانشگاه است، ابراز امیدواری کرد برگزاری کرسی‌های ترویجی، نقد و مناظره و نیز نظریه‌پردازی در دانشگاه خاتم، بتواند زمینه ساز تقویت حوزه پژوهش باشد.

 

در ادامه دکتر شیوا کامکار؛ عضو هیئت علمی و استادیار گروه مهندسی کامپیوتر دانشگاه خاتم به ارائه سخنرانی خود با عنوان «الهام از رفتار بصری انسان در ردگیری همزمان اشیاء» پرداخت و گفت: این کرسی مسئله ردگیری همزمان اهداف را به‌عنوان یک موضوع بین‌رشته‌ای مطرح می‌کند. ردگیری همزمان اهداف به مسئله‌ای اطلاق می‌شود که در آن موقعیت لحظه‌ای چند شیء به‌صورت همزمان باید گزارش شود؛ مسئله‌ای که نه تنها در آزمایشگاه‌ها و شبیه‌سازی‌ها، بلکه در بسیاری از موقعیت‌های واقعی روزمره نیز رخ می‌دهد. اهمیت این موضوع از آنجا ناشی می‌شود که سیستم‌های مختلف اعم از سیستم‌های بیناییِ ماشینی تا فرآیندهای شناختیِ انسانی باید با عدم قطعیت، تداخل و تغییر سریع صحنه‌ها مواجه شوند تا عملکرد قابل‌اطمینانی ارائه دهند.

 

وی افزود: این عمل در زندگی روزمره به دفعات اتفاق می‌افتد و نمونه‌های متعددی وجود دارد که نشان می‌دهد توانایی ردگیری همزمان اهداف برای بقا و کارآمدی روزمره حیاتی است. برای مثال، زمانی که افراد رانندگی می‌کنند، لازم است موقعیت لحظه‌ای خودروهای مجاور، موتورسیکلت‌ها و عابرین پیاده نزدیک را به‌صورت همزمان زیر نظر داشته باشند تا تصمیم‌های به‌موقع و ایمنی اتخاذ کنند. کاربرد دیگر در ورزش‌های گروهی است. بازیکن باید هم‌تیمی‌ها، افراد تیم مقابل و مسیر حرکت توپ را لحظه‌به‌لحظه رصد کند تا تاکتیک مناسبی انتخاب کند و هماهنگی تیمی حفظ شود.

 

این عضو هیئت علمی و استادیار گروه مهندسی کامپیوتر دانشگاه خاتم ادامه داد: این موضوع هم در حوزه علوم شناختی و هم در حوزه هوش مصنوعی به‌طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، اما هر حوزه از زاویه و روش‌های متفاوتی به مسئله می‌نگرد. در علوم شناختی، پرسش‌ها بیشتر حول مکانیزم‌های توجه، محدودیت‌های حافظه کوتاه‌مدت و فرآیندهای ادراکی قرار دارند. پژوهشگران می‌کوشند بفهمند چگونه مغز اطلاعات چند هدف را همزمان کُدگذاری، نگهداری و به‌روزرسانی می‌کند. در بیناییِ ماشینی اما تاکید بر طراحی الگوریتم‌هایی است که بتوانند در زمان واقعی، با خطاهای دوربین و مواجهه با صحنه‌های پیچیده و پویا به‌درستی اشیاء را شناسایی و پیگیری کنند.

 

دکتر کامکار ادامه داد: ایده اصلی مطرح شده در این کرسی ترویجی آن است که علی‌رغم تمام تفاوت‌های بنیادین بین ساختارها و روش‌های این دو حوزه، می‌توان عملکرد انسان را به‌عنوان یک منبع الهام مورد مطالعه قرار داد تا الگوریتم‌های ردگیری بهبود یابند. به عبارت دیگر، به جای نگاه تقابلی یا صرفاً ترجمه بی‌واسطه مدل‌های زیستی به معماری‌های محاسباتی، می‌توان نقاط قوت شناختی انسان را استخراج و به‌صورت ویژگی‌های سازنده در طراحی الگوریتم‌ها به‌کار گرفت.

 

عضو هیئت علمی و استادیار گروه مهندسی کامپیوتر دانشگاه خاتم با تاکید بر اینکه لازم است تفاوت‌های عملی و نظری میان مغز و ماشین به‌درستی در نظر گرفته شوند، یادآور شد: ساختار مغز و کامپیوترها اساساً تفاوت زیادی با هم دارد؛ چشم انسان به‌واسطه محدودیت‌های فیزیکی قادر به دیدن کل صحنه با تفکیک‌پذیری یکسان نیست، در حالی که حسگرهای دیجیتال با تنظیمات مناسب می‌توانند قسمت‌های مختلف صحنه را با تفکیک‌پذیری بالا و به‌صورت دقیق ثبت کنند. از سوی دیگر، انسان محدودیت‌های شناختی نظیر حافظه کوتاه‌مدت و منابع توجه محدود دارد. این محدودیت‌ها تعیین می‌کنند که فرد تنها می‌تواند تعداد محدودی از اهداف را همزمان پیگیری کند و هنگام افزایش تعداد اهداف خطاهای رفتاری مشاهده می‌شود.

 

دکتر کامکار ادامه داد: با وجود این محدودیت‌ها، موقعیت‌های متعددی هست که انسان‌ها در عمل از الگوریتم‌های کنونی بهتر عمل می‌کنند. به‌ویژه در شرایطی که اطلاعات ناقص است و یا تغییرات ناگهانی رخ می‌دهد یا تعمیم‌پذیری (ردگیری همزمان اهداف با شکل‌های متنوع) اهمیت دارد. آنچه در این کرسی مطرح شد، دعوتی است از پژوهشگران برای توجه دقیق‌تر به مواردی که عملکرد انسان برتری دارد و استخراج سازوکارهای شناختی که می‌تواند به الگوریتم‌ها الهام بخشد.

 

وی در جمع بندی ارائه خود نیز یادآور شد: در این کرسی ضمن تعریف مسئله ردگیری همزمان اهداف در هر دو حوزه علوم شناختی و بینایی ماشینی، مروری بر برخی از پژوهش‌های کلیدی این دو حوزه ارائه شد. تفاوت‌ها و شباهت‌های نظری و کاربردی دو حوزه مطرح و نحوه نزدیکی یا دوری روش‌ها بررسی شد تا روشن شود کدام جنبه‌های ادراکی انسان برای مدل‌سازی سودمند هستند و کدام‌ یک نیاز به ترجمه یا بازتعریف مفهومی دارند تا به‌طور موثرتری در معماری‌های محاسباتی قرار گیرند. در نهایت، نمونه‌هایی از ایده‌ها و جهت‌های پژوهشی پیشنهاد شد که می‌توانند با الهام از عملکرد مغز موجب تقویت الگوریتم‌های بینایی ماشینی شوند.

 

در ادامه دکتر سیدرضا جلال زاده و دکتر احسان اخترکاوان؛ دو عضو هیئت علمی دانشگاه خاتم، به عنوان ناقدان کرسی ترویجی اخیر، به بیان برخی نکات فنی در جهت رفع کاستی‌های ارائه‌ی صورت گرفته از سوی دکتر کامکار پرداختند و همچنین دکتر رضا لشگری؛ عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی و دکتر احمد نیک‌آبادی؛ عضو هیئت علمی دانشگاه امیر کبیر؛ به عنوان ارزیابان در این کرسی ترویجی، ضمن موفق ارزیابی کردن ارائه صورت گرفته در این کرسی، پیشنهاد توسعه این مبحث و ارائه آن در قالب کرسی نقد و مناظره را مطرح کردند که مورد استقبال دبیر کمیته کرسی‌های دانشگاه خاتم قرار گرفت و مقرر شد در آینده‌ای نزدیک این مهم محقق شود.