Algılama, Örüntü ve Görsel tanımlama üzerine

Yapay Zeka ile donatılmış Sibernetik makinemizin ekoloji içinde varlığını sürdürebilmesi için, diğer canlılar gibi algılaması, algıladığı verileri depolaması, bu verileri işlemesi, diğer bilgiler ile karşılaştırması gerekiyor. Bkz. Yapay Zeka ve Sibernetik başlıklı yazım. Makalelerde gözlediğim, benim yazılarım da dahil olmak üzere, ya çok teorik, yada teorik açıklaması olmayan anlaşılması zor pratik yazılar. Bu durum aslında doğal, çünkü konu çok geniş ve yöntem açısından belirsizliklerle dolu. Ele aldığım bu yazıda Zekanın algılama metotlarından biri olan Görsel algılamayı en temel teorik altyapısıyla, pratik uygulamalarına yani makine dünyasındaki benzeşimlerine değin irdeleyerek teorik-pratik kopukluğunu kaldırmaya çalışacağım. Çünkü buluş yapmanın tek yolu bu iki kavramı buluşturmaktır.

Yazı sanıyorum biraz uzun olacak bu yüzden teorik kısmını,
Algılama, Örüntü ve Görsel tanımlama üzerine I, pratik kısmını ise
Algılama, Örüntü ve Görsel tanımlama üzerine II şeklinde göndereceğim.

Görsel Algılama, Kelimenin kökünden de anlaşılacağı gibi görmek, (Göz ve ışık ile yapılan algılama) eyleminden kaynaklanmakta ve canlıların geliştirdiği en etkili algılama metotlarından biridir. Optik bir göze sahip canlılar, Nesnelerin uzaydaki X, Y, Z referanslarını iki boyutlu bir düzlem üzerinde ifade ederek bu bilgiyi bellek veri tabanlarında saklarlar. Canlıların görebildikleri ışık daha öncede belirttiğim gibi belirli dalga boyları, enerji seviyeleri ve ışık ısısı değerleri arasındadır. Ancak bu dar skala bile, Özellikle insanın çevresini çok detaylı bir şekilde tanımlayacak ve renklendirecek kadar aydınlatmaktadır.
Görme eylemini başlatan ışık, ortamı dolduran fotonlardan oluşmakta, fotonlar ise birbirleri ile etkileşim içerisinde bulunan enerji seviyesindeki temel parçacıklardır. Güneşten veya bir ışık kaynağından atılan elektronlarla çarpışarak bir zincirleme bir enerji reaksiyonu oluşturarak ışık ışınlarını oluştururlar. Sanıldığı gibi bir foton, bir referanstan diğerine yol almaz, Ortamdaki diğer fotonlarla çarpışarak tıpkı domino taşları gibi bir doğrusal enerji ışınımı oluşturur. Işınımın yönü ise ışık kaynağından fırlatılan elektronun kuvvet yönü ile paraleldir. Enerjisi elektronun hızı ile doğru orantılıdır. Dalga boyu ve derinliği ise çarpışmanın şiddeti ile dolayısı ile yine fırlatılan elektronun hızı ile sınırlıdır.

Beynimiz, ışığın sahip olduğu tüm parametreleri ustalıkla kullanarak nesnenin iki boyutlu görüntüsünü ve renklerini oluşturur. Üç boyutlu algılama, Gözün arka bölümünde üzerinde ışığa duyarlı hücreler bulunan iki boyutlu bir düzlem üzerinde ışık ve gölge yoğunluğu bulunan iki boyutlu resmin beyin tarafından yorumlanması ile oluşur. Yani biz nesneleri Gözün Optik prensipleri yüzünden iki boyutlu algılarız, ancak beyin fotoğrafın üzerindeki açık ve koyu bölgeleri yorumlayarak nesnenin diğer koordinatlarını anlamamızı sağlar. Nesnenin üzerinde bulunan her bir detay eğer ışık kaynağı tarafından aydınlatılmış ise foton ışınımı tarafından referansları gözümüze taşınır. Aslında güneşten gelen ışık Doğrusal olduğu için nesnenin sadece belirli bölümlerini görmeliydik ancak yerden, atmosferden ve diğer nesnelerden yansıyan ışık dünyamızı etkin bir şekilde aydınlatmaktadır.

Renkler, yansımanın bir sonucu olarak beyin tarafından yaratılmış, belkide sadece bazı canlılara özgü bir kavramlardır. Fizikte Renk diye temel bir kavram yoktur. Renkler nesnelerin yüzey gerilimlerinin ışığın baskısına verdiği tepkiyi beynin sınıflandırması sonucu oluşmuş sanal kavramlardır. Bu yüzden bazı canlıların renkten haberi yoktur. Nesnenin yüzeyine çarpan ışık bir baskı oluşturur. Bu baskının bir bölümünü nesnenin yüzeyi rezonansa geçerek sönümler. Böylece yansıyan ışığın dalga boyu, derinliği, şiddeti, enerjisi gibi parametreleri değişime uğrar. Beynimiz kendi içinde bu parametreleri alt ve üst değerler olarak skalalara ayırmış ve sınıflandırmıştır. Her bir skala beynimizde bir renk çağrışımı şekline dönüşür. Bu durum, canlının bir bakışta nesnenin nitelikleri ile ilgili bilgi edinmesi için tasarlanmış çok gelişmiş bir algılama meydana getirmiştir. Nesnelerin yüzey gerilimleri, onların sert veya yumuşak olmaları, pütürlü veya parlak olmaları, organik veya inorganik olmaları gibi canlı için çok önemli bilgileri, nesnenin yanına gitmeden ona dokunmadan uzaktan edinmesini sağlar. Bu canlının hayatta kalması için çok önemlidir. Gözün arka bölümündeki ışığa duyarlı hücreler, ışığın şiddeti, rengi gibi parametrelerini elektrik impulslarına çevirerek beyne iletirler. Görsel algılama, Evrenin büyük patlamadan bu yana saçtığı enerjiyi ve termo dinamik yasalarını kullanan çok temel ve önemli bir algılamadır. Örneğin ses havasız ortamda iletilmez. Ancak ışık evrenin her köşesinde vardır. Eğer evrenimizde yaşıyan başka canlılar varsa muhtemeldir ki onlar da bu benzersiz algı metodunu kullanıyorlardır.