Driessens & Verstappen is een Nederlands kunstenaarsduo, bestaande uit Erwin Driessens en Maria Verstappen. In het kunstwerk Pareidolia wordt gezichtsdetectie toegepast op zandkorrels. Een volledig geautomatiseerde robotzoekmachine onderzoekt de zandkorrels ter plaatse. Wanneer de machine een gezicht in een van de korrels vindt, wordt het portret vastgelegd.
Pareidolia is een vorm van illusie waarbij iemand iets herkenbaars waarneemt in iets wat het niet is. De naam is afkomstig van het Griekse para (naast) en eidolon (beeld). Dit vrij alledaags verschijnsel ontstaat omdat onze hersenen de neiging hebben om verbanden te leggen tussen verschillende elementen, ook als deze er eigenlijk niet zijn. Bekende voorbeelden van pareidolia zijn het zien van gezichten of dieren in wolken of het gezicht in de maan. We weten inmiddels allemaal dat de huidige AI-systemen – net als het menselijk brein – vaak bevooroordeeld zijn. Pareidolia komt dus ook voor bij het analyseren en interpreteren van beelden door computer-vision algoritmen. Het kunstwerk Pareidolia presenteert dit verschijnsel op een speelse manier in de vorm van een AI zoekmachine die gezichten ziet in individuele zandkorrels.
Driessens & Verstappen zijn gefascineerd door het idee dat alle gezichten van alle mensen die ooit geleefd hebben en ooit zullen leven, te vinden zijn in de enorme hoeveelheid zandkorrels die er op aarde bestaan. En ook al is het heel zeldzaam om een gezicht te vinden, je weet dat er ontelbare gezichten tussen verborgen zitten, als je maar lang genoeg zoekt in de schijnbaar onuitputtelijke hoeveelheid.
Pareidolia is een volautomatische robot zoekmachine die zandkorrels ter plekke onderzoekt. Het doet dit als volgt: er zit een doseertrechter in de machine die het zand op een langzaam draaiende glazen schijf strooit. De microscoop boven de schijf detecteert de afzonderlijke zanddeeltjes en past gezichtsherkenning toe op elk zandkorreltje. Als er een gezicht wordt gedetecteerd wordt er een foto van gemaakt. Alle foto’s zijn onbewerkt en een getrouwe weergave van de korrels in kwestie. Tot slot is er een wisser die het zand dat het circuit rond is gegaan, wegveegt om ruimte te maken voor nieuwe korrels. Naast de optica en mechanica van de robotinstallatie hebben de kunstenaars zelf de gezichtsdetectie software ontwikkeld met behulp van AI en kunstmatige neurale netwerken. De kunstenaars houden de top 100 bij: naarmate er meer korrels worden beoordeeld, bestaat deze top 100 uit steeds betere gezichten. De top 100 wordt weergegeven op een groot scherm, waarvan de ronde vorm verwijst naar het oculair van de microscoop. Ook de behuizing van de robot, een cylinder uitgevoerd in hout met bovenop een perspex koepel, verwijst naar de vorm van de lens.
Het werk biedt verdieping in de morfologie van zandkorrels en het onvoorstelbaar aantal unieke varianten ervan. Daarnaast geeft het werk op absurdistische wijze commentaar op een ver doorgevoerde antropocentrisch wereldbeeld, waar alles om de mens draait die zelfs in de allernietigste zandkorrel zijn evenbeeld wil zien.
In principe is heel veel zand geschikt om mee te werken. Het zand moet min of meer transparant zijn omdat ze van onder worden aangelicht. Zand dat opaak is komt in beeld als een donkere vlek. Om dit te onderzoeken gingen de kunstenaars naar het NIOZ (Royal Netherlands Institute for Sea Research) om diverse zand-monsters van over de hele wereld te bekijken. Het lokale Nederlandse zand bleek heel geschikt omdat het hoge kwartsgehalte de korrel transparant maakt.
Het is echter ook belangrijk dat het zand een grote vormenrijkdom in zich heeft, niet helemaal rond is, maar ook weer niet te hoekig. Om dit te bestuderen werden zandmonsters genomen aan de kust van het eiland Texel, een transect vanaf het strand tot achter de duinen. De meeste potentie zit in zandkorrels op de duinen. Ze zijn enigszins geërodeerd maar niet geheel rond. De middelgrote korrels (0,3 tot 0,5 mm.) vertonen de beste “gezichtsplastiek”. Het zand wordt daarom eerst gezeefd voordat het in de machine gaat.
Voorafgaande aan de gezichtsdetectie moeten de zandkorrels digitaal van elkaar worden geïsoleerd om ze individueel te kunnen bekijken. Omdat de microscoop een beperkte scherptediepte heeft, en de zandkorrels verschillend zijn qua grootte, beweegt de microscoop op en neer om de zandkorrels op meerdere niveaus in beeld te krijgen. De kunstenaars hebben een AI ontwikkeld die scherp van onscherp kan onderscheiden, alleen de scherpe beelden blijven over. Daarnaast is het nodig om alle overgebleven zandkorrels onder verschillende hoeken te bekijken, dus wordt elk beeld 12 maal onder 30 graden gedraaid.
Aanvankelijk werd een bestaand face detectie algoritme toegepast, dat was voorgetraind met een standaard beeld-databank. Dit leverde teleurstellende keuzes op van aardappel-achtige hoofdvormen met donkere plekken als gezichtskenmerken. Het duo heeft toen zelf een classificatie netwerk ontworpen dat is getraind met een meer diverse set van afbeeldingen: mensen uit alle leeftijdscategorieën en culturele achtergronden, portretten uit verschillende klassieke en moderne kunststijlen, karikaturen etc. Dit leverde aanzienlijk betere keuzes op: meer korrels met karakteristieke gezichten. De gevonden gezichten in de zandkorrels konden later worden toegevoegd aan het trainingsmateriaal. Ook de missers worden gebruikt als negatieve voorbeelden, zodat de AI beter onderscheid leert maken tussen wat een gezicht is en wat er geen is. Onder supervisie van de kunstenaars leert het systeem dus van zijn eigen successen en fouten.
Pareidolia is ontwikkeld voor Sea Art Texel (2019), in opdracht van SEA-Science Encounters Art.
De productie werd ondersteund door het Stimuleringsfonds Creatieve Industrie.
