Classificare le rocce spaziali seguendo il ragionamento di un essere umano

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Per creare un modello di IA per distinguere i tipi di rocce, è necessario considerare il modo in cui le persone classificano le cose.

In questa sezione verrà descritto un pensiero comune seguito dalle persone per esaminare e classificare i dati. Successivamente si userà questa procedura per formare un modello con cui il computer possa eseguire le stesse attività.

Passaggio 0: Recuperare i dati

Si cerca di raccogliere il maggior numero possibile di immagini di rocce. La disponibilità di un numero elevato di immagini consente di vedere diverse varianti degli elementi che si sta cercando di classificare. Fortunatamente, per questo progetto è possibile scegliere tra un numero elevato di immagini rilevanti online.

Passaggio 1: Estrarre le caratteristiche

In primo luogo, il cervello cerca di estrarre i modelli da ogni immagine. I modelli includono i fattori seguenti:

  • Combinazioni di colori
  • Bordi appuntiti
  • Modelli circolari
  • Trama sulla superficie della roccia
  • Dimensioni della roccia
  • Dimensioni e forma dei minerali nella roccia

Il cervello esegue in modo subconscio tutte queste ricerche visive e la classificazione senza che ce ne si renda conto. In ambito di intelligenza artificiale questi fattori sono detti funzionalità.

Nell'immagine seguente sono elencate alcune funzionalità che è possibile estrarre da una foto di un motociclo:

A diagram that shows how humans extract and identify features from what they see. First, a picture of motorcycle. Arrows move from the motorcycle into an extraction algorithm, which happens in the human brain. Next, arrows from the extraction algorithm produce a geometric table labeled as features. The table of features has nine boxes that show parts of the motorcycle.

Passaggio 2: Trovare relazioni

Si cerca quindi di trovare le relazioni tra le caratteristiche e il tipo di roccia raffigurato in una foto.

In questo passaggio il cervello cerca di separare o confrontare le caratteristiche e i tratti distintivi di ogni tipo di roccia. In seguito alle associazioni create, si definiscono alcune regole. Si determina che le rocce più chiare sono in genere rocce crostali e che la trama delle rocce basaltiche è più irregolare. Queste associazioni e i collegamenti tra di loro sono illustrati nell'immagine seguente:

A diagram that shows four sets of nine black dots. Different patterns of colored lines connect the dots in each set to demonstrate the dynamic associations.

Passaggio 3: Classificare i tipi

Si prova infine a usare tali relazioni tra elementi noti per determinare come classificare un nuovo elemento. Data una nuova immagine di una roccia da considerare, il cervello ne estrae le caratteristiche. Il cervello usa quindi le associazioni già create per determinare il tipo di roccia.

A diagram that shows the progression from pixel numbers, to feature extraction, and finally to associations.