Minensuche: Computersehen plus Mensch effektiv
Kombination mit Gedankensteuerung macht Erkennung schneller
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Vernetzt am Bildschirm: Tester betrachtet Aufnahmen (Foto: Neuromatters) |
San Diego (pte004/06.05.2015/06:05) Informatiker an der University of California, San Diego http://ucsd.edu (UCSD) setzen auf Computersehen in Verbindung mit einer Gehirn-Computer-Schnittstelle, um Minen in Sonaraufnahmen des Meeresbodens zu finden. In einer Studie konnten sie zeigen, dass die resultierende Kombination von Mensch und Maschine Minen merklich schneller findet als bisherige Ansätze. Denn der Nutzer reagiert extrem schnell auf wirklich relevante Auffälligkeiten in Bildern, die der Computer zuvor gesichtet hat.
Bislang erfolgt Minensuche vor allem durch menschliche Experten, die Aufnahmen betrachten. Sie sind oft zuverlässiger als Computer-Algorithmen wie jener, der bei der aktuellen Entwicklung zum Einsatz kommt. "Computersehen und menschliches Sehen haben jeweils spezifische Vorteile, die eigentlich gut zusammenarbeiten", meint UCSD-Informatikprofessor Ryan Kastner. Sein Team konnte zeigen, dass Menschen in Sekundenbruchteilen reagieren, wenn sie auf maschinell vorgesichteten Sonaraufnahmen etwas Interessantes bemerken.
Muster und Gesamtbild
"Computer sind sehr gut darin, feine, aber mathematisch exakte Muster zu erkennen, während Menschen in der Lage sind, Dinge gesamtheitlicher zu betrachten", sagt Ryan Kastner. Im Prinzip macht sich das Team diesen Unterschied zunutze. Um den Ansatz zu testen, hat das Team mit der U.S. Navy http://www.navy.mil zusammengearbeitet und einen Datensatz von 450 Sonaraufnahmen mit 150 Minenattrappen erstellt. Diesen haben der Computer sowie sechs Testpersonen sowohl separat als auch im Kombisystem gesichtet. Die Tester waren dabei an ein Elektroenzephalogramm-System angeschlossen (EEG).
Das EEG war so programmiert, dass es jene Gehirnaktivität erkennt, die eine Reaktion des Testers auf verdächtige Elemente wie Minen signalisiert. Der Mensch bekommt dabei jeden Bildausschnitt nur 0,2 Sekunden lang zu sehen, denn dann hat das EEG definitiv ermittelt, ob er etwas bemerkt hat. Beim Versuch haben die Personen Minen viel schneller gefunden, wenn der Computer die Daten eher vorsichtig voranalysiert hatte. Alle sechs Tester haben zudem bessere Ergebnisse erzielt als ohne maschinelle Vorsichtung. Ein Teil war selbst trotz der kurzen Anzeigezeit genauer als der Algorithmus auf sich allein gestellt.
Ideale Kombination
"Die menschliche Wahrnehmung kann Dinge leisten, an die wir mit Computersehen nicht annähernd herankommen können", meint UCSD-Absolvent Chris Barngrover, der nun am Space and Naval Warfare Systems Center Pacific der U.S. Navy tätig ist. Der Computer allerdings ermüdet nicht und kennt keinen Stress. Daher schien es laut Barngrover naheliegend, eine Kombination von Mensch und Maschine für die Minensuche zu nutzen.
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