The many successes of deep neural networks (DNNs) over the past decade have largely been driven by computational scale rather than insights from biological intelligence. Here, we explore if these trends have also carried concomitant improvements in explaining the visual strategies humans rely on for object recognition. We do this by comparing two related but distinct properties of visual strategies in humans and DNNs: where they believe important visual features are in images and how they use those features to categorize objects. Across 84 different DNNs trained on ImageNet and three independent datasets measuring the where and the how of human visual strategies for object recognition on those images, we find a systematic trade-off between DNN categorization accuracy and alignment with human visual strategies for object recognition. State-of-the-art DNNs are progressively becoming less aligned with humans as their accuracy improves. We rectify this growing issue with our neural harmonizer: a general-purpose training routine that both aligns DNN and human visual strategies and improves categorization accuracy. Our work represents the first demonstration that the scaling laws that are guiding the design of DNNs today have also produced worse models of human vision. We release our code and data at https://serre-lab.github.io/Harmonization to help the field build more human-like DNNs.


翻译:过去十年来,深神经网络(DNNs)的许多成功在很大程度上是由计算尺度而不是生物智能的洞察力驱动的。在这里,我们探索这些趋势是否在解释人类依靠物体识别的视觉战略方面也同时带来了改进。我们通过比较人类和DNNs视觉战略的两个相关但不同的特性来做到这一点:他们认为重要的视觉特征在图像中,以及他们如何利用这些特征对物体进行分类。在通过图像网络培训的84个不同的DNS和3个独立的数据集中,衡量这些图像物体识别的人类视觉战略的地点和方式。我们发现,DNN的分类准确性和与人类物体识别的视觉战略的一致性之间,存在着一种系统性的权衡。随着其精确性提高,DNNS国家正在逐渐减少与人类视觉战略的一致性。我们用我们的神经协调器来纠正这一日益严重的问题:一个通用培训常规,既符合DNNN和人类视觉战略,又提高分类准确性。我们的工作首次表明,指导DNNWs设计的扩大法律的范围也产生了更差的人类视觉模型。我们把代码和数据放到了http://Harmas.

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