Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul...

49
Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre spre Constiinta Constiinta Umana Umana Conf. Dr. Marius Leordeanu Universitatea Politehnica din Bucuresti Institute of Mathematics of the Romanian Academy

Transcript of Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul...

Page 1: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

CalculatorulCalculatorul sisi DrumulDrumul sprespreConstiintaConstiinta UmanaUmana

Conf. Dr. Marius Leordeanu

Universitatea Politehnicadin Bucuresti

Institute of Mathematics of the Romanian Academy

Page 2: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 3: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

CeCe vedemvedem noinoi ?? CeCe vedevede un calculator ?un calculator ?

Page 4: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MAMAInput pixeli

Page 5: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

M A M A

MAMAInput pixeli

Page 6: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MA MA

M A M A

MAMAInput pixeli

Page 7: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MA MA

MAMA

M A M A

MAMAInput pixeli

IerarhieIerarhie

Page 8: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Krizhevsky et al. "Imagenet classification with deep convolutional neural networks”, NIPS 20121319 Citari pana acum

Deep Learning of Hierarchical Object FeaturesDeep Learning of Hierarchical Object Features

Page 9: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

NeuronNeuron

Page 10: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Artificial Neural ModelArtificial Neural Model

Page 12: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MA MA

MAMA

M A M A

MAMAInput de la senzori

context

IerarhieIerarhie,,InterdependentaInterdependenta

Page 13: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 14: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 15: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 16: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Antonio Torralba, Object Priming for Object Detection,International Journal of Computer Vision, 2003619 Citari

CeCe e e contextulcontextul ??

Page 17: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 18: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

CeCe esteeste o o masinamasina ??

Page 19: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

CeCe esteeste o o masinamasina ??

Un Un obiectobiect cu o cu o anumitaanumita forma ?forma ?

Un Un mijlocmijloc de transport ?de transport ?

E o E o experientaexperienta, o , o povestepoveste personalapersonala ??

Page 20: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 21: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 22: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 24: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MasinaMasina Turing (1936)Turing (1936)

Page 25: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Von Neumann Architecture (1945)Von Neumann Architecture (1945)

Page 26: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

AlgoritmAlgoritm

SecventialSecvential

Exact Exact

RepetabilRepetabil

Page 27: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

AlgoritmAlgoritm

Metodele de invatare automata sunt bazate pe date preluatedin experiente anterioare.

Modelele invatate sunt insa deterministe si repetabile.

Page 28: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

AlgoritmAlgoritm

Se incearca invatarea de modele care sa recunoascaobiect la un nivel mai inalt de abstractie, si sa fieinvariante la schimbarile continue ale inputului provenitdin lumea reala.

David Lowe, Distinctive Image Features from Scale Invariant Keypoints,International Journal of Computer Vision, 200429000 Citari

Page 29: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

AlgoritmAlgoritm

Metodele actuale sunt secventiale. Inca nu se cunoaste cumar putea calculul fundamental paralel sa ajute in perceptia.

Inca nu se cunoaste cel mai bun mod de a folosi informatiacontextuala si cea provenita din experientele anterioare.

Page 30: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

NeuroniiNeuronii suntsunt pliniplini de de surprizesurprize !!

Page 31: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 32: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

L. G. Roberts, Machine Perception of Three Dimensional Solids, Ph.D. thesis, MIT Department of Electrical Engineering, 1963.

La La inceputinceput totultotul pareaparea simplusimplu:: vedemvedem ceeaceea cece e !e !

Page 33: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

UndeUnde e e ceeaceea cece vedemvedem ??

Page 34: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MAMA

Page 35: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MAMA

OareOare albulalbul e alb e alb sisi negrulnegrul e e negrunegru ??

Page 36: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Checker shadow illusion

Page 37: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Checker shadow illusion

• Possible explanations– Simultaneous contrast– Reflectance edges vs. illumination edges

Page 38: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Look at blue squares

Look at yellow squares

• Content © 2008 R.Beau Lotto • http://www.lottolab.org/articles/illusionsoflight.asp

O O lumelume coloratacolorata ......

Page 39: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

O O lumelume coloratacolorata ??

Page 40: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

MA MA

MAMA

M A M A

MAMAInput de la senzori

Se petrecin minte …simultan

context

IerarhieIerarhie,,InterdependentaInterdependenta,,SimultaneitateSimultaneitate

Page 41: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Acest puncte un punct:de culoare,de piele, de ochi,de fata umana,sau de femeie .. ?

SauSau toatetoate ininacelasiacelasi timptimp ??

Page 42: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Mai multi clasificatori care vad in acelasi timp si se ajuta intre ei.

VederaVedera are are nevoienevoie de de procesareprocesare simultanasimultana ??

Page 43: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Mama, o poveste personala si prima semnificatie

Page 44: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Ma vad in oglindacand te uiti la mine,si incep sa fiu omcand ma nasc in tine …

Page 45: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Timpul trece …dar parca mama ramane aceeasi.

InvariantaInvarianta

Page 46: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Timpul trece …dar parca mama ramane aceeasi.

PoatePoate ca ca doardoar relatiarelatia mamamama--fiufiu,,atatatat din din sufletulsufletul mameimamei,,cat cat sisi a a fiuluifiului, , ramaneramane aceeasiaceeasi..

InvariantaInvarianta

Page 47: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre

Inteleptul:Si Si astaasta vava trecetrece..

Misticul:ExistaExista cevaceva cece nu se nu se vedevedesisi care care vava ramaneramane..

InvariantaInvarianta ??

Page 48: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre
Page 49: Calculatorul Calculatorul si si Drumul Drumul spre ...neuroscience.ro/2015/Calculatorul si drumul spre constiinta umana.pdf · Calculatorul . Calculatorul si . si Drumul Drumul spre