作者mulkcs (mulkcs)
看板Cognitive
標題[新知] 科學人-大海撈針,視而不覺
時間Mon May 17 14:10:21 2010
視覺搜尋的難題在於,你如果一心一意要去找很少出現的東西,就可能往往會找不到它!
撰文╱曾志朗
因為工作緣故,我常常有機會接觸到各式人物,最近認識了兩位新朋友,特別讓我感興趣
。一男一女,人品都非常好,也各有自己的專業,在截然不同的職場做事,雖然工作的性
質和內容都很不一樣,但都是在做「救命」的工作,因為只要他們一不小心在作業上有所
疏忽,就會造成「要命」的錯誤。我對他們的工作與工作環境充滿了好奇心,很想了解他
們如何維持長期的專注能力而不犯錯,所以趁著出國開會和到醫院探病的機會,分別到他
們工作的地點,仔細觀察他們的工作流程和操作方式。
我首先到那位男性朋友的工作地點。他在機場旅客出境前的隨身行李檢查站工作,擁有對
各種武器、炸藥、刀械的辨識能力,是一位非常專業的安全檢查官,任何危險物品,他一
眼看去就能辨識。但他告訴我,辨認實物,和要把這些經過X光掃描轉換後的實物影像,
從塞滿各種物品的行李箱影像中找出來,完全是兩回事,是非常困難的,因此他每次坐在
由X光掃描機傳到電腦螢幕的眾多簡化物品影像前,要試圖找到大多數時間都不會出現的
「危險標的物(dangerous target object)」,就必須很專心,又必須要快,因為旅客
大排長龍,稍有延宕,就會聽到一堆不耐煩的罵聲。所以他們的訓練是「快又不能出錯」
,絕不容許掉入「速率–正確率消長」(speed-accuracy trade-off)的陷阱裡,否則百
密一疏,就會造成如去年耶誕節發生在飛往美國底特律的機上恐怖襲擊事件。
那架客機載有278名乘客和11名機組人員,所幸恐怖份子在還沒有引爆炸藥裝置前,就被
乘客和機組人員制服,避過一場浩劫。問題是安全人員在X光傳來的電腦螢幕上,根本沒
偵測到這個危險裝置的存在!
我也去了解那位女性朋友工作的地方。她是一位非常優秀的放射科醫師,每天的工作就是
在一間暗房裡,坐在三個大的電腦螢幕前,看著一張張乳房X光攝影(mammogram)。這些
片子呈現的是由黑白對照,有「點」散布又有「線」交錯,代表細胞組織那有如迷宮的美
麗影像。她的任務是要在眾多正常組織的影像中,找到隱藏在其中的致癌細胞,因為及早
偵測到這些異常細胞,就能及早治療,達到根治的效果。但是這些異常的細胞常常和背景
裡的正常組織混雜在一起,沒有很好的專業訓練是很不容易偵測到的,而且這些異常的細
胞影像會呈現出的樣子也不一致。這樣的工作有如大海撈針,困難度很高,更要全神貫注
,因此她每次進入暗室工作,不能超過兩小時,否則就會眼酸,很容易分心。
男安全官和女醫師的工作,雖然對象和內容都很不一樣,但都需要非常專業的知識,也都
要很專心,以很專注的眼光去搜尋在電腦螢幕上「不希望」出現的標的物,而且如果真有
標的物隱藏其中,它們通常也都經過偽裝,以期和背景相融合,所以要找到這些幾乎看不
見的異常物,就成為科學研究上的一項巨大挑戰了!但研究的問題要怎麼提出來呢?
這一類研究是屬於實驗心理學中的「視覺搜尋」(visual search)。一般的研究問題總
是集中在如何讓標的物更容易被找到。這方面的研究很多,也界定了很多有利的因素,例
如熟悉度、形狀相異度(或相似度)、顏色的對比等等,使我們對視覺搜尋的歷程確實增
加了很多了解。但是這些因素好像不太能涵蓋上述男安全官及女醫師在工作上的偵測情況
,所以就必須反過來問:是什麼因素使標的物找不到?也就是說,當上述有利因素都達到
一樣程度的時候,還有哪些因素使得搜尋增加困難度?
當我們把問題反過來這麼一擺的話,新的實驗問題和設計就出現了。最明顯的是,標的物
出現的機率這個參數必須被考慮。例如在女醫師的領域裡,每檢視 4000張X光片,平均大
概有20張會出現表徵癌症細胞的異常影像,所以她所尋找的對象是很少會出現的。那麼這
個標的物出現的機率會影響搜尋的正確率嗎?
【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2010年第99期5月號】
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