محققان نشان دادند که انسان‌ها می‌توانند دمای آب را از طریق صدا درک کنند، که این پدیده نشان‌دهنده پتانسیل نقشه‌های حسی جدید مغز و مهارت‌های ادراکی پیشرفته است.
به گزارش تکناک، محققان مؤسسه مغز، شناخت و فناوری Ivcher با استفاده از یادگیری ماشینی برای روشن کردن پویایی ادراک متقابل، یعنی تعامل بین روش‌های حسی مختلف، یک توانایی ادراکی را کشف کردند که تا حد زیادی نادیده گرفته شده بود.
در یک مطالعه جدید، محققان بررسی کردند که آیا انسان‌ها می‌توانند ویژگی‌های حرارتی آب، مانند دمای آن را از طریق صدای آن تشخیص دهند و اینکه آیا این درک به صورت آگاهانه رخ می‌دهد یا خیر.
اکنون دانشمندان لایه جدیدی از درک انسانی را کشف کرده‌اند که به افراد امکان می‌دهد تغییرات دمای آب را از طریق صدا احساس کنند. این کشف می‌تواند باعث ساخت دستگاه‌ها و فناوری‌های جدیدی شود، که بر اساس این توانایی کار می‌کنند و به بهبود تعامل انسان با محیط اطراف کمک می‌کند.
این تیم تحقیقاتی با استفاده از اصول یکپارچگی چندحسی (روشی که مغز اطلاعات را از روش‌های حسی مختلف ترکیب می‌کند تا درک یکپارچه از محیط را شکل دهد)، پتانسیل ادراک حرارتی چندحسی را مورد بررسی قرار دادند. آنها همچنین از یک شبکه عصبی عمیق از پیش آموزش دیده (DNN) و یک الگوریتم طبقه‌بندی (یک ماشین‌بردار پشتیبان) استفاده کردند تا بررسی کنند که آیا یادگیری ماشینی می‌تواند به طور موفقیت‌آمیز و پیوسته ضبط‌های صوتی آب در دماهای مختلف را طبقه‌بندی کند و نقشه‌ای از ویژگی‌هایی که به صورت فیزیکی در صدا کدگذاری شده‌اند، ایجاد نمایند.
دکتر آدی اسنیر، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «درک دما در مقایسه با سایر تجربیات حسی بسیار منحصربه‌فرد است. برای بینایی و شنوایی از ارگان‌های حسی مانند: چشم‌ها و گوش‌ها استفاده می‌شود، برای تشخیص و درک دما به گیرنده‌های تخصصی در پوست تکیه می‌کنیم که به طیف‌های مختلف دمایی که به عنوان گرما و خنکی تجربه می‌شود، پاسخ می‌دهند.»
وی تصریح کرد: «در قلمرو حیوانات این موضوع متفاوت است. به عنوان مثال مارها می‌توانند گرمای بدن را ببینند که به آنها امکان می‌دهد طعمه را شناسایی کنند.»
این سؤال که آیا درک چندحسی دما به انسان نیز گسترش می‌یابد، در گذشته مطرح شده بود. پروفسور امیر آمدی، یکی دیگر از محققان این مطالعه عنوان کرد: «مطالعات قبلی این موضوع را در سطح رفتاری مورد بررسی قرار داده‌اند. این تحقیقات نشان داده‌اند که انسان‌ها می‌توانند تفاوت بین مایعات داغ و سرد ریخته شده را بشنوند، اما مشخص نیست چگونه یا چرا این امکان وجود دارد.»
بررسی ادراک چند حسی
محققان ابتدا تلاش کردند تا یافته‌های قبلی را تکرار کنند و این توانایی ادراکی شگفت‌انگیز را تأیید نمایند. همچنین مشخص کنند که آیا این توانایی ذاتی یا اکتسابی است یا خیر. اسنیر در این زمینه گفت: «ما می‌خواستیم بررسی کنیم که آیا مردم آگاهانه از این تفاوت‌ها در ویژگی‌های صوتی تفاوت‌های حرارتی آگاه هستند یا خیر، همچنین بررسی کنیم که چه ویژگی‌هایی از خود صداها باعث تمایز در درک می‌شوند.»
برای انجام این کار، محققان از یک شبکه عصبی عمیق (DNN) از قبل آموزش‌دیده برای توصیف ضبط دماهای مختلف آب ریخته‌شده استفاده کردند و یک الگوریتم یادگیری ماشینی برای طبقه‌بندی خواص حرارتی آب و تجزیه و تحلیل محاسباتی ویژگی‌های شنوایی هر یک ایجاد کردند.
آمدی توضیح داد: «آنچه دیدیم این بود که شرکت‌کنندگان به‌طور مداوم قادر بودند دمای آب را از طریق صدای آن تشخیص دهند، حتی زمانی که باور نمی‌کردند که می‌توانند این کار را انجام دهند. این یافته نشان می‌دهد که این پدیده احتمال دارد یک مهارت ضمنی باشد که از طریق قرار گرفتن در معرض نشانه‌های شنیداری در طول زندگی به دست می‌آید.»
وی تأکید کرد: «مدل یادگیری ماشینی که روی ضبط صدای آب سرد و گرم آموزش داده شده بود، دقت بالایی در طبقه‌بندی صداها نشان داد.»
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که انسان‌ها توانایی یادگیری ادراک‌های حسی پیچیده از تجربیات روزمره را دارند و یادگیری ماشینی می‌تواند به شفاف‌سازی پدیده‌های ادراکی ظریف کمک کند.
آمدی اعلام کرد: «گام بعدی بررسی این موضوع است که آیا انسان‌ها نقشه‌های حسی جدیدی در مغز برای این تجربه ایجاد می‌کنند یا خیر. مشابه روشی که برای بینایی، لمس و شنوایی انجام می‌دهند.»
وی خاطر نشان کرد: «با توجه به یافته‌های ما احتمال دارد ادعاهای اخیر ایلان ماسک در مورد ایجاد توانایی‌های مافوق بشری توسط Neuralink به واقعیت تبدیل شود.»
