Ilusão visual simples engana computador

Mesmo os computadores podem se enganados por ilusões de ótica, sugere um novo estudo. A pesquisa pode ajudar a lançar luz sobre como a visão funciona no cérebro, e conduzir a um melhor reconhecimento de imagens pelo computador.

As ilusões de ótica, ou ilusões visuais, tiram proveito de como o cérebro percebe o que os olhos dizem, de uma maneira que desempenha uma variedade de truques sobre a mente. Por exemplo, essas ilusões podem levar as pessoas a ver algo que não existe, ou a não ver algo que existe. Ao investigar como ilusões enganam o cérebro, os pesquisadores podem saber mais sobre o seu funcionamento.

Uma clássica ilusão visual é a ilusão de Müller-Lyer, onde setas e caudas de seta podem influenciar a duração percebida de uma linha. Quando as pontas das flechas são colocadas em ambas as extremidades de uma linha, eles podem fazê-la parecer menor do que uma linha de igual comprimento, quando estas são substituídas por caudas de seta.

Há um debate em curso sobre o que causa a ilusão de Müller-Lyer no cérebro. Para saber mais, os cientistas experimentaram com um modelo de reconhecimento de imagem no computador, projetado para imitar os centros da visão no cérebro de forma a poder gerar padrões específicos de erros similares aos esperados na ilusão. Os cientistas descobriram que o imitador artificial do cérebro poderia se enganados pela ilusão.

De forma específica, os pesquisadores primeiro mostraram pares de linhas a um modelo de computador da visão humana. Cada par tinha uma linha que era mais longa do que o outro. Cada linha ou tinha uma ponta de flecha e uma cauda de seta ou um "X" em ambas as extremidades. O modelo de computador, chamado HMAX, tinha que adivinhar que linha era maior. Deste modo, os investigadores treinaram o sistema para identificar correctamente as linhas longas e curtas com uma precisão de 90%.

Os cientistas então testaram com o sistema de pares de linhas. Mais uma vez, cada par tinha uma linha que era mais longo do que o outro. No entanto, desta vez a linha de cima tinha sempre duas caudas de seta e a linha de fundo tinha sempre duas pontas de flecha. Nos seres humanos, se ambas as linhas são realmente do mesmo comprimento, a linha superior vai parecer maior.

Os pesquisadores descobriram que o modelo era de fato ligeiramente vulnerável à ilusão, perdendo cerca de 0,8% para 1,6% de precisão. Além disso, o efeito sobre o modelo era mais forte quando o ângulo das aletas das pontas de seta e caudas de seta eram mais agudos, assim como acontece com os seres humanos.

Esses achados podem eliminar uma série de possíveis explicações para a ilusão. Por exemplo, no passado, os cientistas tinham especulado que esta ilusão era causada pela má interpretação dos cérebros humanos das pontas de flechas e caudas de setas como sugestões de profundidade. No entanto, uma vez que o modelo de computador não foi treinado com imagens em 3D, estes resultados podem descartar essa ideia.

Anteriormente, os pesquisadores também tinham conjeturado que esta ilusão resultava do foco dos cérebros humanos na informação geral sobre as formas em vez das suas partes constituintes. No entanto, isto não parece ser verdade com o modelo informático. Ao todo, estes resultados sugerem que a ilusão não depende necessariamente do ambiente ou de quaisquer regras aprendidas sobre o mundo. 

Em vez disso, pode resultar de uma propriedade inerente ao sistema como a informação visual a processos que requerem elucidação adicional. Pesquisas futuras poderão ajudar os computadores a reconhecer ilusões, para que eles possam rejeitar impossibilidades e paradoxos. Isso pode ser muito importante, por exemplo, ao julgar as distâncias e tamanhos de objetos em alvo de rastreamento de sistemas, disseram os pesquisadores.

Os pesquisadores agora pretendem modelar uma série de diferentes ilusões visuais, especialmente aquelas onde há debate em curso. Os cientistas detalharam as suas descobertas online a 15 fevereiro na revista PLoS ONE.