研究表明，嬰兒主要看到的是高對比度、簡單的圖案，這爲後來的發展奠定了重要的視覺基礎，對人類視覺和人工智能訓練都有影響。

嬰兒看到的是什麽？他們在看什麽？對于最小的嬰兒來說，這些問題的答案與年齡較大的嬰兒、兒童和成年人的答案非常不同。這些早期場景的特點是在簡單的圖案中有一些高對比度的邊緣，它們也包含了爲人類視覺建立堅實基礎所需的材料。

這是印第安納大學研究人員艾琳·安德森、羅文·坎迪、傑森·戈爾德和琳達·史密斯最近在《科學進展》上發表的一項新研究的發現。

“對于每個思考經驗在視覺發展中的作用的人來說，一開始的假設一直是，在日常經驗的規模上，視覺輸入對每個人來說幾乎都是一樣的，”心理和腦科學系教授、首席研究員琳達·史密斯解釋說。“然而，這項研究表明，不，視覺輸入會隨著發育而變化。這對每個人來說都不一樣。非常年幼的嬰兒的日常生活輸入似乎是那個年齡段獨有的。”

先前的實驗室和臨床研究表明，嬰兒更喜歡看簡單的、高對比度的大黑色條紋和棋盤。目前的研究首次詢問了這些偏好在多大程度上構成了他們的日常生活輸入。安德森是史密斯認知發展實驗室的前博士後研究員，爲了觀察嬰兒所看的和看到的東西，她和她的同事們爲嬰兒在日常生活活動中戴上了頭部攝像頭。

她解釋說：“你可以爲新生兒購買‘嬰兒閃閃卡’，上面有這些簡單、高對比度的圖像。頭戴式攝像機視頻所顯示的，以及這項工作所顯示的，是年幼的嬰兒在他們的日常生活中發現這些類型的圖像，僅僅是通過觀察燈光和天花板角落之類的東西。”

史密斯補充說：“我們發現了一種非常特殊的早期‘飲食’，有助于視覺發育。就像食物一樣，嬰兒一開始不會吃豐富、複雜的食物或披薩，而是吃簡單、針對發育的營養。”

以前的工作已經認識到，這一早期階段對人類視覺未來發展的關鍵性質。例如，出生時患有白內障等視覺異常的嬰兒，或在孤兒院生活的視覺體驗有限的嬰兒，已被證明終身視力缺陷。目前的研究爲解決這些缺陷提供了一些初步數據。這對人工智能視覺系統的制作也有重要的意義，當訓練開始于同樣簡單、高對比度的視覺內容時，人工智能視覺系統同樣會獲得更強的視覺技能。

“日常生活輸入的巨大規模”

爲了確定大約3到13個月大的嬰兒的視覺輸入特性，研究人員在10名嬰兒和10名成年照顧者身上放置了頭戴式攝像機，收集並分析了70小時的家庭日常生活視覺記錄。嬰兒圖像的內容與成人圖像的內容存在明顯的差異，嬰兒圖像中簡單圖案和高對比度邊緣的集中程度高于成人圖像。

史密斯推斷，這些觀點的原因不僅是嬰兒會轉過頭去看他們所能看到的世界的特征，而且父母或照顧者可能會把他們放在他們喜歡看的地方。“你必須思考它們爲什麽會在這裏。父母把嬰兒留在喜歡看的地方，可能暗含著一些自然知識。如果你不大驚小怪的話，媽媽是不會打擾你的。”

然而，這一小群來自印第安納州布盧明頓的參與者是否代表了世界上更廣泛的嬰兒？爲了回答這個問題，史密斯的實驗室與一位合作者在印度金奈的一個擁擠的小漁村進行了同樣的實驗，那裏的電力很少，日常生活大多在戶外進行。雖然6個月大的嬰兒和12個月大的嬰兒的頭部攝像頭拍攝的圖像與布盧明頓的嬰兒截然不同，但在金奈和布盧明頓，最小的嬰兒有著共同的高對比度邊緣和簡單圖案的“飲食”。

更宏大的圖景，過去和未來

史密斯和她的合作者還表明，同樣的圖像序列可以改善人工智能視覺系統的訓練。在2023年《神經信息處理系統會議文集》上發表的當前研究的後續研究中，他們發現，如果你先給一個人工智能系統餵食嬰兒早期特征的圖像來訓練它，它在學習識別視覺圖像方面比你以隨機的發展順序給它餵食圖像，或簡單地提供典型的成年人日常生活的圖像更成功。更精確的發育順序産生了最好的結果。

他們的工作爲進化論的推測開辟了新的途徑。正如史密斯解釋的那樣，“我在讀研究生時經常問的一個問題就是，爲什麽人類嬰兒的運動發育如此緩慢。他們花大約三個月的時間聽和看，另外六個月的時間做一些姿勢和頭部控制。他們爲什麽這麽慢？”

她說，這項研究表明，“在進化的過程中，這些緩慢、漸進、優化的特點建立了一個非常聰明的視覺和聽覺系統。這是一個可以講述的故事。”

與此同時，他們的工作提出了關于嬰兒早期視覺內容，及其在人類或人工智能視覺系統發展中的作用的新問題。

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