视觉信息层级表征机制及其计算模型

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871096
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0907.认知心理学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Human beings have highly intelligent visual systems, which are much stronger than advanced artificial intelligence (AI) systems in many aspects. Human intelligence is based on a set of remarkably powerful representations. However, the details of the representing mechanism of human visual system remains unclear. Our previous study focused on dynamic objects to investigate the representing mechanism of human visual system, finding that the motion relationship of objects were represented in hierarchical trees. Accordingly, computational models were built for the hierarchical representations. Given that hierarchical tree is one kind of the prominent representations that could support human vision system to achieve rapid learning and knowledge transfer (to novel situations), this project aims to further explore the mechanism of hierarchical representations, by using psychological experiments and modeling techniques. On the basis of our previous study that revealed the mechanism of hierarchical representation for dynamic objects, this project plans to generalize this finding to static objects, in order to systematically examine the properties of hierarchical representation for variable kinds of visual information. Based on these results, we plan to further reveal the grammar rules of the hierarchical tree used by visual system, and the operations implemented on the hierarchical representations. The computational model of the hierarchical representation will be developed according to the empirical findings, so as to explain the representing mechanism of visual system by the language of mathematics, therefore proving precise descriptions for psychological theory and promoting the connection between psychology and AI. Results of this project are expected to deepen the understanding of visual intelligence by revealing and modeling how visual information is processed based on their hierarchical representations, and inspire revolutionary transform of the knowledge representation for AI systems.
人类具有高度智能化的视觉系统,即使当今最前沿的人工智能技术在许多方面仍无法企及。这种智能化主要源于人类优良的表征系统。现有研究尚未揭示其具体表征机制。申请者团队的研究以运动客体为例,发现运动关系表征存在层级结构,并构建了相应的层级模型。层级表征的良好特性,为人类视觉快速学习和灵活迁移提供了基础。据此本项目拟采用认知建模技术与心理学实验相结合的方法,考察视觉信息的层级表征机制及其加工规律。基于前期工作,申请人拟针对静态客体,进一步系统考察视觉信息的层级表征机制,构建层级树结构相对应的语法体系,并探索基于层级表征的认知加工过程。同时,本项目将构建人类视觉层级表征的计算模型,采用数学语言精确阐释视觉系统的表征规律,从而推进心理学相关理论的发展及其与人工智能的对接。本项目研究成果可望加深对人类视觉智能的理解,为视觉层级表征的心理加工过程提供计算模拟,并为人工智能构建革命性表征体系提供心理学支持。

结项摘要

人类认知系统拥有高效的表征体系,这是人类强大智能的基础。然而,当前研究对于心理表征具体机制的了解尚浅。因此,本项目采用认知建模技术与心理学实验相结合的方法,考察视觉信息的层级表征机制及其加工规律。研究探明了视觉客体层级表征的一般规律、结构特性和语法规则,揭示了其中从低层视觉特征抽取高层语义信息的机制,并构建了相应的层级表征计算模型。在实现预期目标的同时,还补充了客体关系工作记忆等研究,并在智能交互意图识别方面展开成果应用工作。研究成果在Journal of Experimental Psychology: General等期刊和Annual Meeting of the Cognitive Science Society 等会议上发表研究报告13篇,博士论文4篇、硕士论文8篇。这些成果有助于深入理解人类认知系统信息表征方式和操作规律,可为开发具有通用知识表征的人工智能系统提供启示。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(8)
专利数量(0)
The Gilding-the-Lily Effect: Exploratory Behavior Energized by Curiosity
镀金百合效应:好奇心激发的探索行为
  • DOI:
    10.3389/fpsyg.2020.01381
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in Psychology
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Shen Mowei;Liu Pengpeng;Li Xinyu;Zhou Jifan;Chen Hui
  • 通讯作者:
    Chen Hui
Spontaneous perspective taking of an invisible person.
对隐形人的自发透视。
  • DOI:
    10.1037/xhp0001047
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jifan Zhou;Yazhen Peng;Yaohan Li;Xiaoluan Deng;Hui Chen
  • 通讯作者:
    Hui Chen
The ROCK tool: A novel method for the structural exploration of schemata
ROCK 工具:一种图式结构探索的新方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in Psychology
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    周吉帆
  • 通讯作者:
    周吉帆
The automatic processing of social information in working memory
工作记忆中社会信息的自动处理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Experimental Psychology: General
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jifan Zhou;Tiange Xu;Xinying Zhao;Jiaqian Chen;Yang Zhao;Huyun Dong;Meng Zhang
  • 通讯作者:
    Meng Zhang
The storage mechanism of dynamic relations in visual working memory
视觉工作记忆中动态关系的存储机制
  • DOI:
    10.1016/j.cognition.2020.104571
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Cognition
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Mowei Shen;Jing Chen;Xiaoyuan Yang;Huyun Dong;Hui Chen;Jifan Zhou
  • 通讯作者:
    Jifan Zhou

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其他文献

社会场景下联合表征的整合机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    应用心理学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张海航;周吉帆
  • 通讯作者:
    周吉帆
从数据到表征:人类认知对人工智能的启发
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用心理学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐宁;安玮;徐昊骙;周吉帆;高涛;沈模卫
  • 通讯作者:
    沈模卫
闪光滞后效应并非知觉延迟差异所致
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    应用心理学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马飞;董一胜;张海琦;周吉帆;沈模卫
  • 通讯作者:
    沈模卫
“强认知”的心理学研究:来自AlphaGo的启示
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用心理学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周吉帆;徐昊骙;唐宁;史博皓;赵阳;高涛;沈模卫
  • 通讯作者:
    沈模卫
客体特征统计属性表征机制的特异性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    应用心理学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周吉帆;沈模卫;尹军;张云帆;冯成志;王烜
  • 通讯作者:
    王烜

其他文献

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AI项目思路

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周吉帆的其他基金

社会交互中他人信息表征机制及其计算模型
  • 批准号:
    32371088
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
工作记忆中的信息整合
  • 批准号:
    31600881
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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