Monday, July 13, 2020

سیستم بینایی چگونه واقعیت را خلق می‌کند



سیستم بینایی چگونه واقعیت را خلق می‌کند؟
بهمن شهری
نویسنده و پژوهشگر
هرگاه چشم می‌گشاییم دنیایی سه‌بعدی را می‌بینیم که در آن چیزهایی به رنگ‌های مختلف، ثابت و متحرک ظاهر می‌شوند. سیستم بینایی با خلق عمق، رنگ، زمینه، شکل، و حرکات، واقعیت را برایمان شکل می‌دهد.

شاید هیچگاه به ذهنمان خطور نکند که چه مقدار از مغز درگیر ساز و کار حس بینایی است؟ تحقیقات جدید عصب‌شناختی آشکار می‌کنند که تقریبا نیمی از قشر مغز یعنی چیزی حدود پنجاه میلیارد نورون و ده تریلیون سیناپس (محل تماس دو عصب) درگیر فرایند بینایی‌اند. رابطه میان سازه‌های آفریده‌ سیستم بینایی و جهان بیرون، از دیرباز ذهن انسان را به خود مشغول کرده است.

دانالد هافمن (Donald Hoffman) استاد سرآمد علوم شناختی دانشگاه کالیفرنیا در اِرواین است که همزمان در دپارتمان فلسفه و علوم کامپیوتر هم به تدریس و تحقیق مشغول است. یکی از حوزه‌های پژوهش او این پرسش بوده است که بینایی به عنوان مهم‌ترین منبع شناخت انسان چگونه عمل می‌کند؟ چگونه ادراک ذهنی فرد با واقعیت عینی جهان خارج در ارتباط است؟

هافمن در این راه مدل‌هایی از واقعیت عینی و دریافت ذهنی را با دقت تمام خلق می‌کند تا به وسیله آنها دستگاه بینایی روباتیک بسازد. استفاده از بینایی روباتیک دگرگونی‌های زیادی در پی دارد، از یاری‌رساندن به افراد کم‌بینا و نابینا گرفته تا بهینه‌سازی دید خودکار در اتوموبیل‌های خودران. مطالعات هافمن در بیست سال گذشته جنبه‌های زیادی از ویژگی‌های سیستم بینایی را در شناخت آشکار ساخته که نتایج کاربردی فراوانی داشته است.

از قدیم می‌دانستیم که چشمان‌‌مان می‌توانند گولمان بزنند. اثباتش کار سختی نیست. اینترنت پر است از تصویرهایی که با دیدن‌شان انواع توهم بینایی را درک می‌کنیم. مثلا به تصویر زیر که هافمن از آن در مقالاتش استفاده کرده نگاه کنید: آیا قسمت خاکستری رنگ هر دو یک شکلند یا فرق دارند؟ قطعا متفاوت به نظر می‌رسند. سمت چپی دراز و باریک‌ و سمت راستی کوتاه‌ و پهن به نظر می‌رسد در حالیکه هر دو یکسانند. خودتان می‌توانید طول و عرض‌شان را اندازه بگیرید. یک تکه کاغذ بگذارید روی یکی‌ و علامت بزنید و بعد بگذارید روی دیگری تا ببینید دقیقا هم‌اندازه‌اند. پس چرا انگار دو قسمت خاکستری رنگ تصویر زیر فرق دارند؟
برداشتی هنری از شبکیه چشم

هرگاه دستگاه واقعیت‌ساز بینایی فعال می‌شود، با استفاده از قواعدی که معمولا درست کار می‌کنند، نماهایی از شکل و عمق اجسام خلق می‌کند. اما در برخی مواقع، مثل تصویر بالا، واقعیت بصری با واقعیت جهان خارج در تعارض است.

ماموریت دستگاه واقعیت‌سازِ دیداری، ارائه محتمل‌ترین تفسیر از تصویر پیش رویش است. در اینجا پرسشی‌ هیجان‌برانگیز پیش می‌آید: میان جهانی که چشم می‌سازد و جهانی که مستقل از ما بیرون وجود دارد، چه رابطه‌ای برقرار است؟ چرا جهان را اینگونه می‌بینیم؟

از نگاه هافمن، روشن‌ترین پاسخ به این سوال را در نظریه تکامل می‌توان یافت. حواس انسان در فرایند انتخاب طبیعی به گونه‌ای تکامل و سازگاری پیدا می‌کند تا هوموساپینس‌ها (گونه ما) آنقدر دوام بیاورند که بتوانند تولید مثل کنند. پس همانگونه که انتظار نداریم دستگاه بینایی یک سوسک یا مگس بینش دقیقی از ماهیت واقعی جهان بیرون در اختیارش قرار دهد، حس بینایی هوموساپینس هم قرار است او را از خطرات در کمین محیط زیستی که با آن سازگار شده آگاه سازد.

با توجه به اطلاعاتی که هم‌اکنون از نحوه کارکرد سیستم بینایی در دست داریم، هافمن باور دارد اگر به پاسخ نظریه تکامل خوب بیندیشیم به این نتیجه می‌رسیم که نظام بینایی هرگونه‌ زیستی به مثابه یک دستگاه واقعیت‌سازِ خاص برای همان گونه عمل و تجربه کاربری ویژه‌ای برایش فراهم می‌کند. این بخش دیدنی و قابل لمس دستگاه بینایی که کاربر مستقیما با آن سر و کار دارد، لزوما شبیه آنچه می‌نمایاند نیست. درست مثل اینکه آیکون یک پرونده در کامپیوتر ممکن است یک مربع زرد رنگ باشد اما شباهتی به واقعیت ندارد و آنچه می‌بینیم نوعی طراح گرافیکی است تا پیچیدگی‌های اطلاعات و ذخیره‌سازی رایانه‌ و قطعات الکترونیکی‌اش را پنهان کند. این مسئله برای کاربر مزیت به حساب می‌آید و تجربه‌اش را بهینه می‌کند.