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Wie wir zukünftig Materialeigenschaften wahrnehmen werden

Forscher verfolgen einen neuartigen Ansatz zur besseren Untersuchung der Wahrnehmung von Oberflächenmaterialien, worin ein wichtiger Aspekt der visuellen Erfahrungswelt des Menschen besteht. Die Untersuchungen konzentrierten sich insbesondere auf den wahrnehmbaren Glanz, dessen physikalische Eigenschaften parametrisch verändert werden können.
Wie wir zukünftig Materialeigenschaften wahrnehmen werden
Obgleich wir wissen, dass Menschen die dynamischen physikalischen und optischen Eigenschaften von Materialien mit wenig Aufwand visuell wahrnehmen können, ist nur wenig darüber bekannt, auf welche Weise das Gehirn Materialien erkennt. Dieser Aspekt ist für das Überleben ebenso wichtig wie die Fähigkeit zum Navigieren und zum Erkennen von Objekten.

Bislang konzentrierten sich die Studien in diesem Bereich nur auf stationäre visuelle Anhaltspunkte. Im Projekt MATERIAL PERCEPTION entschied man sich dafür, einem anderen Ansatz zu folgen, der eine neuartige, ökologisch sinnvolle Richtung mit räumlich-zeitlichen Hinweisen auf den Oberflächenglanz einschlägt.

Das erste Ziel bestand darin, festzustellen, welche räumlich-zeitlichen statistischen Regelmäßigkeiten in der visuellen Umgebung die Information vermitteln, dass eine Oberfläche glänzend ist. Zweitens wollten die Teammitglieder die kortikalen Areale des Menschen identifizieren und untersuchen, die an der Verarbeitung und Integration von visuellen dynamischen Anhaltspunkten für Glanz beteiligt sind. Somit sollte schwerpunktmäßig verstanden werden, auf welche Weise Prozesse auf niedrigem Niveau einbezogen werden, um die endgültige Materialwahrnehmung zu erzeugen.

Man setzte auf eine Kombination von Verhaltens-, Rechen- und Neurobildgebungsverfahren und erzielte ein wichtiges Projektresultat: Die Entdeckung eines bisher unbekannten Gebrauchs des optischen Flusses bei der Wahrnehmung der Oberflächenmaterialeigenschaften. Die Nutzung dieser Informationsquelle wurde in einem Maschinenalgorithmus angewandt, der mit Erfolg Spiegelungen in natürlichen Szenen erfasst und lokalisiert. Die Forscher von MATERIAL PERCEPTION konnten außerdem die neuronale Anpassung an Oberflächenreflexionseigenschaften auf Basis des optischen Flusses demonstrieren.

Zusätzlich wurden Fortschritte bei der Ermittlung kortikaler Bereich erzielt, die bei der Verarbeitung von auf dem optischen Fluss basierenden optischen Materialqualitäten beteiligt sind. Diese und damit im Zusammenhang stehende Projektergebnisse wurden in Form von Zeitschriftenartikeln veröffentlicht. Weitere wissenschaftliche Arbeiten werden derzeit zu Publikationszwecken geprüft.

Obgleich mehr Forschung erforderlich ist, um die Geheimnisse der Wahrnehmung vollständig zu durchschauen, werden sich die Erkenntnisse aus MATERIAL PERCEPTION auf die Gebiete der kognitiven Neurowissenschaften, des maschinellen Sehens (Computer Vision) und der maschinellen Intelligenz auswirken. Von daher werden die Fortschritte im Wissen darüber, wie unser Geist wahrnimmt, denkt und handelt, gleichermaßen Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen haben.

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