婴儿天生对高对比度、简单图案着迷——最近一项研究利用头部摄像头来捕捉幼儿日常视觉刺激，揭示了这一事实。这种早期的“视觉饮食”对婴儿的视觉发育至关重要，并且可以对治疗视觉障碍以及培训人工视觉系统产生影响。
研究表明，幼儿主要看到高对比度、简单图案。这些图案作为后续发展的重要视觉基础，影响到人类视力的发展以及人工智能的训练。
为了了解吸引幼儿注意力的是什么，科学家们在婴儿头部安装摄像头，记录了他们参与日常活动时的视觉输入，从他们自己的角度记录了孩子们环境中的视觉输入。
先前在实验室和临床环境中的研究已经表明，幼儿更倾向于盯着简单的、带有鲜明黑白条纹的场景。目前的研究探究了这些偏好在他们日常视觉输入中的程度。
研究表明，幼儿在日常环境中自然地接触到这些简单的高对比度图像，盯着像灯光和天花板角落等元素。
联系视觉开始和发展进程
印第安纳大学心理与脑科学系的杰出教授琳达·史密斯指出，这些发现强调了一种针对婴儿发展阶段的早期视觉“饮食”。这种视觉摄入对他们的发育需求简单而具体，就像婴儿逐渐开始进食固体食物一样。
琳达·史密斯的工作凸显了早期发育中的关键时期，如果受到干扰，可能会导致像先天性白内障出生的婴儿或在孤儿院经历有限视觉体验的人生目视缺陷。这项研究为治疗这种视觉障碍提供了初步数据。此外，它在人工视觉系统的创建中发挥了重要作用，暗示训练始于基础的高对比度和简单视觉时，人工智能可以获得强大的视觉技能。
研究人员为10名婴儿及其照顾者提供了摄像机，以捕捉大约70个小时的日常生活从婴儿的角度来看。从婴儿的视角捕捉的图像与成年人的视角存在明显的差异，包含更多简单图案和高对比度的边缘。
这项研究不仅可以解析婴儿对他们实际可见世界某些方面的吸引力，还能预测照料者可能会以婴儿自然喜欢凝视的方式摆放婴儿。
史密斯的调查结果表明，这种视觉摄入和对高对比度、简单图案的早期偏好并不仅仅属于印第安纳州布卢明顿地区的对象。在印度钦奈一个小而人口密集的渔村进行的并行实验显示，偶然对比情况下，幼儿分享了类似的图案和对比度“饮食”。
展望未来，史密斯及其同事们已经证明类似的图像序列可以增强人工视觉系统的训练，暗示通过模仿婴儿视觉学习的发展性方法可以促进人工智能技术的进步。
理解婴儿视力及其发展
人类的视觉系统在出生后的第一年内迅速发育。婴儿天生拥有有限的视觉能力；他们最初的焦点仅是在8至15英寸外的物体上，这会随着他们的成长而改善。高对比度图案的偏好是一种进化适应，可能有助于婴儿在模糊世界中辨别基本形状和边界的能力。这对认知发展和学会视觉处理周围世界非常重要。
早期生活中视觉体验的重要性
对于正常的视觉发育来说，视觉体验至关重要。例如，儿童需要充分的刺激以促进眼睛和大脑之间的神经通路的成熟。这也是为什么及早发现和治疗像先天性白内障这样的情况很重要，因为它们可能影响到这个视觉发育的关键时期。
研究发现，生命的前几年对于视觉发育非常关键，而在这个时期缺乏适当的刺激可能导致永久性缺陷。这一原则支持琳达·史密斯研究中对视觉输入在婴儿期至关重要性的观察。
挑战和争议
确定环境视觉刺激对长期视觉和认知发展产生影响的程度仍然是一个挑战。在该领域有关环境对发展的塑造程度以及先天遗传编程的争论。
一个有争议的方面是现代数字屏幕的潜在影响。随着高对比度和明亮颜色屏幕越来越普及，研究人员正在研究早期和频繁接触屏幕是否会影响婴儿的视觉发育，与该研究中研究的传统刺激相比可能产生不同的影响。
研究的优点和缺点
优点：
– 为了解自然视觉刺激和婴儿偏好提供了见解，增进了我们对早期视觉发展的理解。
– 可以帮助设计治疗方法以应对视觉障碍。
– 提供了基于发育阶段的人工视觉系统发展的潜在指导方针。
缺点：
– 该研究可能无法充分代表不同文化和社会经济背景下的视觉环境的多样性。
– 观察到的婴儿数量（10名）可能不足以提供足够大的样本量进行全面分析。
– 照料者在婴儿相对于环境中物体和图案摆放方面可能存在偏见的可能性。
对于那些对婴儿视觉发育、认知科学和人工智能培训感兴趣的人，建议探索以下官方领域：
– 有关认知科学和心理学研究的信息：美国心理学协会
– 包括感觉体验的儿童发展研究：早期儿童发展百科全书
– 了解更多关于人工智能及其进展的信息：计算语言学协会
请记住，这一领域的研究仍在积极进行中，新的发现可能会进一步阐明婴儿对图案的喜好以及随后的发育影响的本质。