Mielipiteesi paljastuu jo aivosähkökäyrästä

Tekoälyä opetetaan havaitsemaan oikeat kuvat ja tekstit, mutta tulevaisuudessa ihmisten mieltymykset voivat välittyä nopeasti.

aivotutkimus
Aivosähkökäyrätutkimus
Aivosähkökäyrää mittaavat anturit tutkittavan päässä.AOP

Helsingin yliopiston tutkimuksessa saatiin hyvin nopeasti luotettavia tuloksia ihmisten mielipiteistä aivosähkökäyrää mittaamalla. Laitteiden kehittyessä voidaan tulevaisuudessa saada tietoa ihmisten mieltymyksistä ilman, että joutuu painamaan tykkäysnappuloita tai arvosteluasteikkoja.

Tutkimukseen osallistui 30 vapaaehtoista, joille näytettiin tietokoneen näytöltä ihmiskasvojen kuvia. Koehenkilöiden tehtävä oli luokitella ihmiskasvoja mielessään sen mukaan, näkyykö kuvassa esimerkiksi tumma- vai vaaleahiuksinen ihminen, tai hymyilevä tai vakavailmeinen ihminen.

Osallistujia ohjeistettiin huomioimaan tehtävän kannalta tärkeät kuvat, kuten vaaleahiuksisten ihmisten kuvat, mutta heidän ei tarvinnut käyttää tähän näppäimistöä tai hiirtä. Samalla heidän aivotoimintaansa tarkkailtiin aivosähkökäyrämittauksella (elektroenkefalografia, EEG).

Nyt haluttiin saada selville, voiko tällaisella tavalla opettaa tekoälyä tunnistamaan tietyt kuvat. Tuloksena oli, että tekoälyalgoritmi oppi tunnistamaan aivosähkökäyrän perusteella tehtävän mukaiset kuvat, esimerkiksi sen milloin ruudulle ilmestyi vaaleahiuksisen ihmisen kuva.

Ihmiset pystyivät mielessään luokittelemaan kuvat pyydetyllä tavalla, ja tekoäly pystyi tulkitsemaan tämän luokan suoraan aivosähkökäyrästä. Erittäin luotettavia luokittelutuloksia syntyi jo 12 vapaaehtoisen tiedoista.

Aivojoukkoistaminen opettaa teko älyä

Tutkijat kutsuvat tekniikkaa aivojoukkoistamiseksi. Sitä voidaan käyttää kuvien luokitteluun tai erilaisten sisältöjen suositteluun. Vastaavaa ei ole tehty aiemmin. Akatemiatutkija Tuukka Ruotsalo muun tutkijaryhmän mukana päättelee, että aivojoukkoistaminen soveltuu yksinkertaisiin ja hyvin määriteltyihin tunnistustehtäviin.

– Tässä tutkittiin tilannetta, jossa joukolta ihmisiä mitataan aivovasteita. Menetelmää voisi toki soveltaa yksittäisen ihmisen aivovasteisiin ja näin on aiemmin tehtykin. Tässä tutkimuksessa tuloksena oli se, että pääsimme erittäin korkeaan luokittelutarkkuuteen, kun mukana oli joukko ihmisiä, Tuukka Ruotsalo sanoo.

Kehittyneimmätkään tekoälyyn perustuvat kuvantunnistusjärjestelmät eivät toimi vielä täysin automaattisesti, vaan niiden kouluttaminen vaatii useiden ihmisten mielipiteitä monien esimerkkikuvien sisällöstä.

Helsingin yliopiston tutkijat kokeilivat, voiko joukkoistamista tehdä analysoimalla ihmisten aivosähkökäyriä tekoälymenetelmien avulla. Tällöin ihmisten mielipidettä ei kysyttäisi erikseen, vaan sen voisi lukea suoraan aivosähkökäyrästä.

– Halusimme tutkia, voiko joukkoistamista tehdä kuvien tunnistuksessa ihmisten luontaisista reaktioista siten, että ihmisten ei tarvitse tehdä manuaalista työtä näppäimistön tai hiiren avulla, kertoo akatemiatutkija Tuukka Ruotsalo.

Katso video tutkimuksesta tästä linkistä. (siirryt toiseen palveluun)

Aiemmin vastaavia tutkimuksia on tehty Helsingin yliopistossa muun muassa tekstinäytteiden avulla (siirryt toiseen palveluun).

aivotutkimus
Animaatiokuva testitilanteesta.Helsingin yliopisto

Tutkittavilla oli näissä koeasetelmissa aivosähkökäyrää mittaavat anturit päänsä päällä. Jatkossa ehkä tekniikkaa keventyy, mutta nyt vielä pienemmät mittalaitteet antavat toisinaan epämääräistä tietoa, johon sekoittuu esimerkiksi lihasten antamia signaaleja.

Tutkimuksessa ei havainnoitu sitä, missä osissa aivoja reaktio syntyy. Siihen tarvittaisiin huomattavasti vaativammat mittalaitteet.

Helsingin yliopiston tutkimusta tekemässä ollut Keith Davis arvioi, että nyt saatavilla oleva tekniikka rajoittaa ryhmän käyttämää lähestymistapaa. Nyt laitteet sopivat vain laboratoriokäyttöön ja tallentavat vain pienen osan aivojen aktiivisuudesta.

– Kun aivokuvantamisen tekniikka kehittyy, ihmisten mieltymyksistä voi mahdollisesti saada tietoa suoraan heidän aivoistaan. Perinteisten arvosteluasteikkojen tai tykkäysnappien painelun sijaan ihminen voisi yksinkertaisesti kuunnella musiikkia tai katsoa ohjelmaa, ja hänen mielipiteensä näkyisi suoraan aivojen aktiivisuudesta, tutkimusavustaja Keith Davis sanoo.

Tuukka Ruotsalon mukaan tällainen mieltymysten mittaaminen on visio, mihin tutkimusryhmä tähtää. Menossa on laaja tutkimus, jossa yhdistetään koneälyn kykyjä ja ihmisen aivoissa mitattavia reaktioita. Tuloksena voi olla symbioottisia eli toisiaan hyödyntäviä järjestelemiä, missä kone ja aivot voivat olla yhteydessä toisiinsa.

Yksi tutkimussuunta pohtii sitä, miten kone voisi luoda uutta sisältöä, jota ihminen kommentoisi. Palautteen perusteella kone sitten muokkaisi luomaansa sisältöä.

Tutkimus julkaistiin ACM Human Factors in Computing Systems -konferenssissa huhtikuussa.

Brainsourcing: Crowdsourcing Recognition Tasks via Collaborative Brain-Computer Interfacing. In CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '20) (siirryt toiseen palveluun)