Helsingin yliopisto

Kauneus on katsojan aivoissa – tekoäly lukee aivotoimintaa ja luo yksilöllisesti viehättäviä kuvia

Jaa

Tutkijat saivat tekoälyohjelman ymmärtämään, millaisia kasvoja eri ihmiset pitävät viehättävinä. Kone pystyi myös luomaan uusia, eri yksilöiden viehättävinä pitämiä kasvokuvia. Tuloksia voi hyödyntää esimerkiksi mieltymysten ja päätöksenteon mallintamisessa ja piiloasenteiden tunnistamisessa.

Tutkijat hyödynsivät aivojen ja tietokoneen toimintaa yhdistäviä käyttöliittymiä ja tekoälymenetelmin tulkittavia EEG-mittauksia. Tuloksena kone onnistui luomaan eri yksilöitä miellyttäviä kasvokuvia.
Tutkijat hyödynsivät aivojen ja tietokoneen toimintaa yhdistäviä käyttöliittymiä ja tekoälymenetelmin tulkittavia EEG-mittauksia. Tuloksena kone onnistui luomaan eri yksilöitä miellyttäviä kasvokuvia.

Helsingin yliopiston ja Kööpenhaminan yliopiston tutkijat selvittivät, pystyykö tietokone tunnistamaan, mitä kasvonpiirteitä eri yksilöt pitävät viehättävinä ja luomaan uusia kuvia, jotka istuvat kriteereihimme. Tutkijat hyödynsivät aivojen ja tietokoneen toimintaa yhdistäviä käyttöliittymiä, jotka perustuvat tekoälymenetelmin tulkittaviin EEG-mittauksiin. Tuloksena kone todella onnistui luomaan eri yksilöitä miellyttäviä kasvokuvia.

– Aiemmissa tutkimuksissamme olemme luoneet malleja, jotka pystyvät löytämään ja kontrolloimaan yksinkertaisia kasvokuvien piirteitä, kuten hiusten tai silmien väriä. Yleensä ihmiset ovat melko samaa mieltä siitä, kenellä on vaaleat hiukset tai milloin kasvoilla on hymyilevä ilme. Viehättävyys on haastavampi tutkimuskohde, koska se kytkeytyy kulttuurisiin, yksilöllisiin ja psykologisiin tekijöihin, joista suuri osa on tiedostamattomia. Kauneus on katsojan silmässä, sanoo vanhempi tutkija, dosentti Michiel Spapé Helsingin yliopiston psykologian ja logopedian osastolta.

Tietojenkäsittelytiedettä ja psykologiaa yhdistävä tutkimus julkaistiin IEEE Transactions in Affective Computing -tiedelehdessä helmikuussa.

Aivot paljastivat mieltymykset

Ensin tutkijat laittoivat generoivan neuroverkon (GAN) luomaan satoja keinotekoisia kasvokuvia. Kuvia näytettiin yksi kerrallaan 30 vapaaehtoiselle, jotka oli kytketty aivovastetta mittaavaan EEG-laitteistoon (elektroenkefalografia). Koehenkilöitä pyydettiin kiinnittämään huomiota niihin kasvoihin, jotka olivat heidän mielestään viehättäviä.

– Vähän samaan tapaan kuin deittisovellus Tinderissä, koehenkilöt ”pyyhkäisivät oikealle” viehättävät kasvot nähdessään. Tässä tapauksessa koehenkilöiden ei kuitenkaan tarvinnut tehdä muuta kuin katsoa kuvaa. Heidän luontainen reaktionsa kuvaan mitattiin suoraan aivovasteesta, Spapé kertoo.

Tutkijat analysoivat koehenkilöiden reaktioista kertynyttä EEG-dataa koneoppimismenetelmillä ja yhdistivät ne aivokäyttöliittymän välityksellä generatiiviseen neuroverkkoon.

– Tällainen aivokäyttöliittymä pystyy tulkitsemaan käyttäjän mielipiteen useiden erilaisten kuvien viehättävyydestä. Tulkitsemalla mielipiteet tekoälymallilla voidaan generatiivisen neuroverkon avulla tuottaa kokonaan uusi kasvokuva, jossa yksilöllistä viehättävyyttä vastaavat piirteet yhdistyvät, kertoo projektista vastaava akatemiatutkija, apulaisprofessori Tuukka Ruotsalo.

Testatakseen mallinnuksensa paikkansapitävyyden tutkijat loivat osanottajien katsottavaksi uusia kasvokuvia, joiden ajateltiin viehättävän eri yksilöitä. Kaksoissokkoutetussa kokeessa kävi ilmi, että uudet kuvat vastasivat koehenkilöiden mieltymyksiä yli 80 prosentin tarkkuudella.

– Tutkimus näyttää, että yhdistämällä neuroverkon aivovasteeseen pystymme luomaan yksilöllisiä mieltymyksiä vastaavia kuvia. On merkittävää, että tämä onnistui juuri viehättävyyden arvioinnissa, koska kyse on hyvin yksilöllisesti koettavasta asiasta. Konenäkö on aiemmin onnistunut esimerkiksi luokittelemaan kuvia sille opetetun kriteeristön mukaan, mutta aivovasteiden ansiosta on mahdollista jäljittää ja luoda kuvia psykologisten ominaisuuksien, kuten henkilökohtaisten mieltymysten mukaan, Spapé kertoo.

Voi paljastaa piiloasenteita

Tutkimuksen laajempi hyöty on, että tekoälymenetelmien ja aivokäyttöliittymien vuorovaikutuksessa kone voi oppia tulkitsemaan yksilöllisiä mieltymyksiämme yhä paremmin.

– Jos tämä onnistuu jossain niin yksilöllisessä kuin viehättävyyden kokemuksessa, pystymme ehkä tutkimaan myös muita kognitiivisia ominaisuuksia, kuten havaitsemista ja päätöksentekoa. Näin voisimme mahdollisesti tunnistaa esimerkiksi stereotypioita tai tiedostamattomia ajatusvinoutumia ja ymmärtää paremmin yksilöiden välisiä eroja, Spapé sanoo.

Julkaisu:

M. Spape, K. Davis, L. Kangassalo, N. Ravaja, Z. Sovijarvi-Spape and T. Ruotsalo, "Brain-computer interface for generating personally attractive images," in IEEE Transactions on Affective Computing, doi: 10.1109/TAFFC.2021.3059043.

Video: Brain-computer interface for generating personally attractive images

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Michiel Spapé (englanniksi)
Tutkijatohtori, psykologian ja logopedian osasto, Helsingin yliopisto
michiel.spape@helsinki.fi
+358 50 556 0398

Tuukka Ruotsalo
Akatemiatutkija, tietojenkäsittelytieteen osasto, Helsingin yliopisto & Suomen tekoälykeskus FCAI
Apulaisprofessori, Tietojenkäsittelytieteen laitos, Kööpenhaminan yliopisto
tuukka.ruotsalo@helsinki.fi
+358 50 566 1400

Kuvat

Tutkijat hyödynsivät aivojen ja tietokoneen toimintaa yhdistäviä käyttöliittymiä ja tekoälymenetelmin tulkittavia EEG-mittauksia. Tuloksena kone onnistui luomaan eri yksilöitä miellyttäviä kasvokuvia.
Tutkijat hyödynsivät aivojen ja tietokoneen toimintaa yhdistäviä käyttöliittymiä ja tekoälymenetelmin tulkittavia EEG-mittauksia. Tuloksena kone onnistui luomaan eri yksilöitä miellyttäviä kasvokuvia.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 911 (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa se on ollut toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Helsingin yliopiston spinout-yhtiö GlucoModicumin verensokerin mittaamiseen suunniteltu non-invasive-ratkaisu on 13 kertaa tehokkaampi verrattuna aiemmin kehitettyyn neulattomaan state-of-art-teknologiaan20.4.2021 16:33:12 EEST | Tiedote

Nature Portfolio -julkaisuperheeseen kuuluvassa Scientific Reports -tiedelehdessä julkaistut tiedot mahdollistavat diabeteksen seurantaan tarkoitettujen mullistavien puettavien ratkaisujen kehittämisen. Keksintö perustuu Helsingin yliopistossa tehtyyn tutkimukseen. Yliopisto on ollut yksi GlucoModicumin omistajista vuodesta 2018.

Tutkimus vahvistaa: kehitysvammaisuus on harvoin perinnöllistä - riski tulevien sisarusten sairastumiselle on pieni18.4.2021 09:00:00 EEST | Tiedote

Kehitysvammaisuus johtuu useimmiten perimän muutoksista, jotka ovat syntyneet varhaisen sikiökehityksen aikana ja joita ei löydy vanhempien perimästä. Siksi niiden uusiutumisriski perheen seuraavalle lapselle on hyvin pieni, selvisi Helsingin yliopiston tutkimuksessa. Suomalaisilla ei myöskään ole suurempi perinnöllisten kehityshäiriöiden riski kuin muilla eurooppalaisilla.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme