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Künstliche neuronale Netze: KI macht Vorstellungen sichtbar

Die Assoziationen in unseren Köpfen auf ein Bild bannen: Dieses Kunststück ist Forschern jetzt mit einem neuen Verfahren gelungen.
EEG-Elektroden und zugehörige Geräte

Ein Team von der Universität Helsinki hat eine Technik entwickelt, mit der ein Computer ein Bild produzieren kann, das zeigt, was eine bestimmte Person mit einem äußeren Merkmal assoziiert. Das Verfahren, das sie »neuroadaptives generatives Modellieren« nennen, beschreiben die drei finnischen Forscher jetzt in den »Scientific Reports«. Nach ihren Angaben handelt es sich um den ersten gelungenen Versuch, mit einem neuronalen Netzwerk mentale Repräsentationen über eine Feedbackschleife aus Hirnsignalen zu modellieren und zu generieren.

Die Forscher präsentierten 31 Versuchspersonen Hunderte von Bilder von Gesichtern und erfassten dabei per EEG deren Hirnaktivität. Die Teilnehmer sollten dabei auf Gesichter achten, die in eine bestimmte Kategorie von Merkmalen passten: Mann oder Frau, alt oder jung, blond oder dunkelhaarig, ernst oder lächelnd. Ob ein Bild als solches erkannt wurde, konnte die KI aus EEG-Signalen ablesen, zum Beispiel an der charakteristischen Hirnwelle P300.

Aus dem kontinuierlichen EEG-Feedback entwickelte das künstliche neuronale Netzwerk ein Modell, das Bilder generierte, die in den Augen einer Person zu den fraglichen Merkmalen wie »alt« oder »blond« passen. Diese präsentierten die Forscher dann in einem zweiten Durchgang ein bis drei Monate später und baten um ein Urteil dazu, wie gut die Bilder – im Vergleich zu per Zufall ausgewählten Bildern – den Merkmalen entsprachen. Auf einer Skala von 1 bis 5 bewerteten die Befragten die Bilder mit im Schnitt 4,6 als sehr passend. Lautete die Frage, welches Bild ein bestimmtes Merkmal in ihren Augen abbildete oder nicht, bekamen die von der KI für das Merkmal generierten Bilder rund 90 Prozent, die Zufallsbilder hingegen nur rund 42 Prozent Zustimmung.

»Die Technik erkennt keine Gedanken, sondern reagiert auf Assoziationen, die wir mit gedanklichen Kategorien haben«, stellt einer der Autoren Michiel Spapé in einer Pressemitteilung der Universität klar. Die Technik könne womöglich unbewusste Assoziationen aufdecken, zum Beispiel, wenn der Computer einen alten Menschen stets als lächelnden alten Mann darstellt: »Wir sehen so zum Beispiel, was eine Versuchsperson mit dem Alter assoziiert.« Koautor Tuukka Ruotsalo sieht noch eine Einsatzmöglichkeit: »Wenn man etwas malen möchte, aber es nicht schafft, kann der Computer dabei helfen.«

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