Tjūringa testi un mākslīgās ožas problēma

Šeit ir interesanta problēma. Runājot par cilvēka maņām, mēs esam atraduši veidus, kā pietiekami precīzi reproducēt reālās pasaules izskatu un skaņu. Ir pat tehnoloģijas, kas ļauj reproducēt noteiktas pieredzes sajūtu, piemēram, lidojumu un automašīnas simulatori.

Bet smakas atveidošanas problēma ir daudz neatrisināmāka. 1960. gada SmelloVision eksperiments ir piemērs. Tas ietvēra aptuveni 30 smakas, kas noteiktā laikā filmas laikā tika izlaistas kinoteātrī. Tikai viena filma - Noslēpuma smarža — kādreiz ir izmantojis sistēmu, kas ātri sabojājās.

Patiesība ir tāda, ka neviens nav atradis veidu, kā precīzi reproducēt smakas no reālās pasaules. Līdz ar to mākslīgā oža ir tehnoloģija, kas spītīgi atrodas ārpus mums.

Problēma būtībā ir izmērīt smaku vienā telpas punktā un pēc tam to reproducēt citā. Un tas ir pārsteidzoši sarežģīts un smalks uzdevums.

Bet pat ja tas būtu iespējams, kā mēs pārbaudītu šādu sistēmu? Kā mēs zinām, ka mākslīgā smaka bija precīza oriģināla atveide?

Tā var izklausīties kā triviāla problēma, taču šodien mēs gūstam ieskatu tās pārsteidzošajā sarežģītībā, pateicoties Deivida Harela darbam Vaiizmana Zinātņu institūtā Izraēlā. Harels ir izstrādājis sava veida Tjūringa testu mākslīgai ožai, kas palīdz izpētīt problēmas, ko rada šī problēma.

Sākumā Harels paskaidro, kāpēc ožas reprodukcijas problēma būtiski atšķiras no vizuālo vai skaņas stimulu reproducēšanas problēmas. Vizuālā stimula rekonstrukcija ir vienkārši tā viļņa garuma un spilgtuma telpiskā sadalījuma reproducēšana. Skaņai toni nosaka tonis, skaļums un tembrs.

Harels min piemēru par pirmo fotogrāfiju, kurā bija redzami cilvēki un kuru uzņēma Luiss Dagērs 1838. gadā, un pirmo telefona zvanu, ko veica Aleksandrs Greiems Bells, kurā viņš veiksmīgi izsauca savu palīgu no blakus istabas. Abos gadījumos radītie artefakti nekavējoties tika atzīti par patiesiem oriģinālu pārveidojumiem. Protams, ne ideāls, bet nekļūdīgi atpazīstams, saka Harels.

Šī iemesla dēļ ir saprātīgi uzskatīt fotogrāfiju un telefoniju kā metodes, kas rada patiesas reprodukcijas.

Tomēr smarža rada citu izaicinājumu. Smaržas sastāv no molekulām, kuras uztver mūsu ožas sistēma. Pēc tam tas pārraida atbilstošus signālus uz smadzenēm, kā rezultātā tiek uztverta smaka. Līdz ar to smaržas analīze un sintezēšana nav tikai jautājums par atbilstoša matemātisko funkciju kopuma izmantošanu, lai izstarotu izejas, kas ietver precīzi aprēķinātus viļņu garumus, saka Harels.

Tā vietā Harels izklāsta sarežģītāku procesu, kas nepieciešams smaku reproducēšanai. Tas sastāv no trim daļām. Pirmo viņš sauc par sniffer — ierīci, kas ievades smaku pārvērš digitālā parakstā. Otrais ir whiffer — ierīce, kas satur virkni fiksētu smaku, kuras var sajaukt un atbrīvot rūpīgi izmērītā daudzumā un koncentrācijā.

Šīs sistēmas trešā daļa, iespējams, ir vissvarīgākā. Šī ir saskarne starp sniffer un whiffer. [Tas] analizē parakstu, kas nāk no snifera, un norāda, kā tam vajadzētu sajaukt paletes smaržotājus, lai radītu izejas smaku, ko cilvēks uztver pēc iespējas tuvāk oriģinālajai ievadei, skaidro Harels.

Noskaidrojis, kā ierīce principā darbosies, Harels pievēršas svarīgajam jautājumam par to, cik labi tā var darboties. Viņš jautā, vai mērķim vajadzētu būt precīzi atdarināt smaržu vai vienkārši atveidot to pietiekami labi, lai cilvēki to atpazītu.

Šeit ir svarīga atšķirība. Kad mēs redzam fotogrāfiju vai klausāmies radio, mēs atpazīstam attēlu vai skaņu, vienlaikus apzinoties, ka tie nav īstie. Abos gadījumos uzreiz rodas pārliecība, ka mākslīgi ražotā produkcija ir adekvāta oriģināla atveide, kaut arī mākslīga, saka Harels.

Ne tikai tas, ka ir vienkārši pārliecināts, ka šis reproducēšanas process ir pilnīgi vispārīgs un darbosies tikpat labi neatkarīgi no ievades. Tāpēc ir viegli domāt, ka fotografēšanas procesam ir jāatveido pilsētas ainava, kā arī ainava vai portrets.

Bet ožas sajūta ir atšķirīga. Šāda pieeja būtu pilnīgi nepiemērota ožai, saka Harels.

Šeit tehnoloģija saskaras ar dažiem svarīgiem ierobežojumiem. Varbūt visnozīmīgākā no tām ir cilvēka valodas nespēja aprakstīt smaržas. Harels saka, ka nepastāv metodes, lai verbāli aprakstītu patvaļīgu smaku būtību.

Dažas metodes mēģina aizņemties vārdus no citām maņām, lai aprakstītu, piemēram, vēsas vai zaļas smaržas. Citi ir izdomājuši vārdus, kas attiecas tikai uz smaržu, piemēram, muskuss, puvums un ziedi. Bet neviens no tiem nespēj aptvert visu cilvēka uztveramo smaku spektru.

Tas padara smaku identificēšanu par sarežģītu biznesu. Cilvēks varētu atpazīt kafijas vai apelsīna smaržu, taču, ja viņam lūgtu atpazīt smakas, kas saistītas ar vispārīgākām ainām, piemēram, sūnām tumšā alā, čīkstošu riepu smaržu vai kāda nezināma dzīvnieka smaržu, tas noteikti varētu atpazīt. tālā mežā.

Tāpēc Harelam ir alternatīva pieeja, kas brīvi balstās uz Tjūringa testu mākslīgajam intelektam. Šajā testā cilvēkam ir jānošķir mākslīgais intelekts no cilvēka intelekta. Harela ideja ir lūgt cilvēku atšķirt mākslīgās ožas mašīnas radītās smakas no īstajām.

Metode ir vienkārša un gudri izstrādāta, lai izvairītos no jebkādiem verbāliem raksturojumiem. Harels saka, ka audio un video var dot testētājam iegremdēšanas sajūtu. Tātad metode nozīmētu, ka testētājs skatās video par vietu, kur tika savākta smaka, un pēc tam izlemj, vai saistītā smarža ir īsta vai mākslīga. (Harels arī iesaka pāris šīs metodes variantus.)

Šī procesa atkārtošana ar daudziem dažādiem paraugiem un testētājiem drīzumā sniegtu priekšstatu par to, cik labi darbojas mākslīgā ožas sistēma.

Protams, jāuzmanās, lai uzdevums nebūtu pārāk apgrūtinošs. Piemēram, sākt ar 10 vīna pudelēm un lūgt testētājiem noteikt, vai smakas ir īstas vai mākslīgas, lielākajai daļai cilvēku būtu pārāk grūti. Bet principā šāda testēšanas sistēma varētu darboties.

Tas ir interesants domu eksperiments, kas koncentrējas uz pieredzes būtību un to, kā mēs to saprotam. Nav grūti iedomāties ieskaujošākus izaicinājumus, kas ietver vairāk nekā vienu maņu — redzes skaņu, ožu, pieskārienu un tā tālāk — un jautāt, vai ir iespējams atšķirt realitāti no kāda veida mākslīgas pieredzes. Tā ir tēma, ko ir pētījušas daudzas zinātniskās fantastikas filmas.

Tādā gadījumā mēs varam iegūt priekšstatu par to, cik svarīga ir oža, lai veicinātu reālistisku pieredzi. Ar pārtiku saistītai pieredzei tas noteikti ir svarīgi. Bet briesmīgā patiesība var būt tāda, ka pārējā laikā smarža var būt niecīga vai nenozīmīga pieredzes sastāvdaļa. Varbūt tāpēc mums trūkst vārdu krājuma, lai to precīzi aprakstītu.

Jebkurā gadījumā, vismaz uz šo brīdi mākslīgā oža paliek neaizsniedzama. Ir pagājuši 50 gadi kopš SmelloVision eksperimenta. Iespējams, Harela idejas palīdzēs rosināt kādu novatorisku domāšanu par to, kā tuvākajā nākotnē panākt patiesu mākslīgo ožu.

Atsauce: arxiv.org/abs/1603.08666 : Niépce-Bell vai Tjūrings: Kā pārbaudīt smaku reprodukciju?

paslēpties