Informática

Visão humana pode ser utilizada como computador natural

Visão humana pode ser utilizada como computador natural
Representação esquemática de um cálculo computacional visual. O usuário deve caminhar "perceptualmente" através do circuito, partindo das entradas no alto e indo até a saída.[Imagem: Rensselaer/Changizi]

Desde que surgiu a idéia, em 1994, de utilizar o DNA para criar computadores mais rápidos, menores e mais potentes, os cientistas vêm lutando para desenvolver formas eficazes para utilizar o código genético para a computação.

Fazendo cálculos com os olhos

Agora, uma nova pesquisa de um professor do Instituto Politécnico Rensselaer, nos Estados Unidos, sugere que se nós quisermos fazer computações artificiais, tudo o que temos a fazer é literalmente olhar em volta.

O professor de Ciências Cognitivas Mark Changizi começou a desenvolver uma técnica para transformar nossos olhos e nosso sistema visual em um computador programável. Suas descobertas foram publicadas no último exemplar do jornal científico Perception.

Gerando percepções

Dominar o poder computacional de nosso sistema visual, de acordo com Changizi, exige que se represente visualmente um programa de computador de tal forma que, quando um indivíduo visualizar a representação, o sistema visual naturalmente faça a computação e gere uma percepção.

Idealmente, nós podemos ser capazes de dar uma olhada de relance em um estímulo visual complexo (o software, ou programa de computador), e nosso sistema visual (o hardware) pode gerar uma percepção automaticamente e sem esforço, percepção esta que nos informaria o resultado da computação, diz Changizi.

Representações visuais de circuitos digitais

O pesquisador já começou a aplicar com sucesso sua abordagem desenvolvendo representações visuais de circuitos digitais. Uma classe grande e importante de circuitos computacionais utilizados em calculadoras, computadores, telefones, e na maioria dos aparelhos eletrônicos atuais, os circuitos digitais são construídos pela montagem de portas lógicas, e sempre têm um valor de saída igual a 0 ou 1.

"Um circuito digital precisa de fios para transmitir os sinais para diferentes partes do circuito. O 'fio' em uma representação visual de um circuito digital é parte do próprio desenho, que pode ser percebido apenas em uma de duas formas possíveis," diz Changizi, que criou estímulos visuais extrair percepções de um usuário a partir de um objeto inclinado para a frente (uma saída equivalente ao 1) ou para trás (uma saída equivalente ao 0). "Uma entrada para um circuito digital é um 0 ou um 1. Da mesma forma, uma entrada para uma versão visual do circuito é uma dica inequívoca do movimento naquela parte do circuito."

Representações visuais das portas lógicas

Changizi utilizou desenhos simples de caixas sem ambigüidades como entradas para seus circuitos digitais visualmente representados. O posicionamento e sombreamento de cada caixa indicam a direção na qual a imagem é inclinada.

Ele também criou representações visuais das portas lógicas NOT, que alternam o estado do circuito de 0 para 1 e vice-versa; OR, cuja saída é sempre 1 se ambas as entradas forem 1; e AND, cuja saída é 1 sempre que as duas entradas sejam 1.

"Portas NOT visualmente representadas invertem a inclinação percebida de uma caixa conforme você caminha ao longo de um circuito, e portas OR são projetadas com propriedades transparentes de forma que a percepção é que a caixa está sempre inclinada na sua direção, a menos que esteja afastada," explica Changizi. E a porta AND é igualmente projetada com características transparentes, mas, ao contrário da porta OR, ela sempre favorece a percepção de que está inclinada para longe de você."

Computação visual e ensino da lógica

Andando atentamente através da representação visual do circuito digital, das entradas em direção à saída, nosso sistema visual irá naturalmente fazer os cálculos de tal forma que a "saída" do circuito é a forma como nós percebemos que a caixa final está inclinada, sendo um 0 ou um 1.

"Nosso sistema visual não apenas poderá um dia permitir que a computação via DNA mostre seu valor, mas também os circuitos visuais têm muitas vantagens potenciais para o ensino da lógica," diz Changizi. "As pessoas são raciocinadores lógicos notoriamente fracos - algum dia os circuitos visuais poderão permitir que indivíduos logicamente pobres 'vejam' seu caminho ao longo de complexas fórmulas lógicas."

Potencialidade dos circuitos visuais

Embora os estímulos visuais de Changizi sejam eficientes em extrair percepções do visualizador, ele afirma que ainda há dificuldades sérias a serem resolvidas. As portas lógicas visuais nem sempre transmitem a percepção adequada na saída, e pode ser difícil para alguém perceber o caminho ao longo desses circuitos visuais, embora Changizi argumente que nós temos que treinar nosso sistema visual para andar por eles, da mesma forma que precisamos ser ensinados a ler.

Adicionalmente, a construção de circuitos maiores irá exigir que os componentes do circuito visual sejam menores e mais especializados.

"Minha esperança é outros especialistas em percepção e ilusão irão idealizar novos componentes visuais que sirvam para imitar algum componente dos circuitos digitais, enriquecendo ainda mais a potencialidade dos circuitos visuais," diz ele.

Bibliografia:

Harnessing vision for computation
Mark Changizi
Perception
July 2008
Vol.: 37 1131-1134
DOI: 10.1068/p6057




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