علمای علوم اعصاب با استفاده از هوش مصنوعی، دریچه‌ی جدیدی به سوی دنیای بصری نوزادان گشوده‌اند. مطالعات نشان می‌دهد که نوزادان دارای رژیم غذایی بصری منحصر به فردی هستند که شامل الگوهای ساده با کنتراست بالا در محیط اطرافشان است. این رژیم غذایی نقش بسزایی در مسیر رشد و تکامل بینایی آنها ایفا می‌کند.

دوربین‌هایی که بر سر نوزادان نصب می‌شوند محرک‌های بصری را که آنها در طول روز با آن مواجه می‌شوند، به طور مستقیم رصد و تجزیه و تحلیل می‌کنند. این اطلاعات با درک ما از ادراک بصری بزرگسالان مقایسه می‌شود و یافته‌های جدیدی را به ارمغان می‌آورد.

این تحقیقات نه تنها دیدگاه ما را نسبت به توسعه بینایی انسان ارتقا می‌دهد، بلکه بینش‌هایی را برای بهبود سیستم‌های بینایی هوش مصنوعی از طریق فرآیندهای یادگیری ارائه می‌دهد.

تقویت بینایی از طریق الگوهای ساده با کنتراست بالا

نوزادان به طور ذاتی به سمت الگوهای با کنتراست بالا در محیط اطرافشان جذب می‌شوند. این موضوع برای رشد بینایی آنها بسیار حائز اهمیت است.

تحقیقات مبتنی بر هوش مصنوعی نشان داده است که سیستم‌های هوش مصنوعی که با تصاویر شبیه‌سازی‌شده تجربیات بصری نوزادان آموزش دیده‌اند، عملکرد بهتری دارند.

نوزادان چه چیزی می‌بینند؟

قدرت بینایی نوزادان با توجه به سن آنها بسیار متفاوت است. لیندا اسمیت، محقق و پروفسور در این زمینه می‌گوید:

"فرض اولیه برای هر کسی که به نقش تجربه در توسعه بینایی می‌پردازد، همیشه آن است که در مقیاس تجربه روزمره، ورودی بصری تقریباً برای همه یکسان است."

با این حال، به نظر می‌رسد این موضوع برای نوزادان بسیار کوچک و با توجه به سن آنها متفاوت باشد.

مطالعات قبلی در آزمایشگاه‌ها و کلینیک‌ها نیز نشان داده بود که نوزادان خیلی کوچک‌تر ترجیح می‌دهند به صحنه‌های ساده و با کنتراست بالا مانند نوارهای سیاه ضخیم و صفحه شطرنجی نگاه کنند.

مطالعه حاضر که با استفاده از فیلم‌های دوربین‌های سر نوزادان انجام شده است، برای اولین بار نگاه آنها را به طور دقیق بررسی می‌کند.

توسعه آینده بینایی

نتایج این مطالعات نشان می‌دهد که نوزادان فقط با نگاه کردن به چیزهایی مانند چراغ‌ها یا گوشه‌های سقف، تصاویر زیادی در اطراف خود پیدا می‌کنند.

به گفته اسمیت:

"آنچه ما کشف کرده‌ایم، یک رژیم غذایی بسیار ویژه و اولیه برای رشد بینایی است. آنها این کار را با غذاهای ساده و مخصوص رشد خود آغاز می‌کنند."

تحقیقات قبلی اهمیت این موضوع را برای توسعه آینده بینایی انسان نشان داده است. به عنوان مثال، نوزادانی که با ناهنجاری‌های بینایی مانند آب مروارید متولد می‌شوند یا آنهایی که در یتیم‌خانه‌ها با تجارب بصری محدود بزرگ می‌شوند، ممکن است همیشه با مشکلاتی در زمینه بینایی خود مواجه باشند.

مطالعه حاضر داده‌های اولیه‌ای را برای درک این کمبودها ارائه می‌دهد. همچنین پیامدهای مهمی برای ساخت سیستم‌های بینایی هوش مصنوعی دارد. این سیستم‌ها می‌توانند با آموزش بر روی محتوای بصری ساده و با کنتراست بالا در ابتدای کار، مهارت‌های بصری قوی‌تری کسب کنند.

مقیاس عظیم ورودی‌های زندگی روزمره

محققان برای شناسایی ویژگی‌های ورودی بصری در نوزادان 3 تا 13 ماهه، دوربین‌های فیلم‌برداری سر را روی 10 نوزاد و 10 مراقب بزرگسال آنها نصب کردند و 70 ساعت مستندات بصری از زندگی روزمره در خانه را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کردند.

تفاوت‌های واضحی بین محتوای تصاویر نوزادان و بزرگسالان مشاهده شد. نماهای نوزادان غلظت الگوهای ساده و لبه‌های با کنتراست بالا را به طور قابل توجهی بیشتر از بزرگسالان نشان می‌داد.