الطفل، وهو يستكشف شقة غير مألوفة، يزحف من شيء إلى آخر ويتذكر ما يراه من كل زاوية. هكذا يبني الدماغ خريطة ذهنية — نموذجاً داخلياً للفضاء. خوارزمية gradCSCG تعمل بالمبدأ نفسه: تستقبل بثاً من الكاميرا وترسم مخطط المكان بنفسها، معتمدة فقط على تغير الصور. في السابق، كانت الآلات تحتاج إلى تلميحات — مثل كائنات محددة مسبقاً في الصور. أما الطريقة الجديدة فتستغني عنها.

الفكرة الأساسية هي تقسيم العمل بين مكوّنين. الجزء الأول من البرنامج يضغط الصور المرئية إلى رمز قصير يسمى الطيف — وهو مجموعة من السمات المميزة للمشهد، بمنزلة "بصمة" لما تراه الكاميرا. الجزء الثاني، وهو gradCSCG نفسه، يربط هذه الرموز الطيفية بالمسار المقطوع، مستعيداً البنية الطوبولوجية — أي بنية الفضاء والعلاقات بين الأماكن. يتدرب الجزءان في وقت واحد: أخطاء التعرف على الصور تدفع إلى تصحيح الطوبولوجيا، والطوبولوجيا المحسّنة الطوبولوجيا بدورها تساعد على تحسين التعرف على الصور. يشبه هذا التنسيق المتبادل بين خبيرين يتعلمان من بعضهما.

ولكي لا يفقد النظام الخيط، توجد آليات مدمجة تكبح الإنتروبيا — ويُقصد بالإنتروبيا هنا مقياس عدم اليقين أو الارتباك في تقديرات الخوارزمية. إذا زادت الإنتروبيا، فقد يرتبك الخوارزمية في فرضياته. بالإضافة إلى ذلك، هناك حماية من "النوم" عند الرتابة: عندما لا تتغير الصورة لفترة طويلة، قد يتوقف النظام عن تحسين النموذج. آليات خاصة تحافظ على التعلم النشط، وتمنع الخوارزمية من الاستقرار على حل خاطئ لكنه مستقر.

نتيجة غير متوقعة: حتى لو أظهرت الكاميرا في نفس النقطة من الفضاء في أوقات مختلفة رقماً مكتوباً بخط اليد "3" تارة، وبقعة بلا شكل تارة أخرى، حدد الخوارزمية بثقة أنها نفس النقطة. لقد تعلم تجاهل التغيرات غير الجوهرية في المظهر البصري، مركزاً على الهوية الطوبولوجية للمكان. هكذا تُستعاد النموذج القياسي — مخطط نموذجي للموقع، تمثيل عام لكيفية تنظيم المكان.

على المبدأ نفسه تعمل الخلايا الشبكية العصبونات (grid cells) في دماغنا — خلايا خاصة في القشرة الشمية الداخلية (entorhinal cortex) تنشط عندما يعبر الحيوان أو الإنسان عقد شبكة سداسية خيالية تغطي الفضاء. اكتشافها في عام 2014 كلل بجائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب. هذه المقارنة ليست مصادفة: gradCSCG يعيد إنتاج الآلية الأساسية للملاحة البيولوجية، لكن في نظام اصطناعي.

تعد هذه التقنية بظهور روبوتات مساعدة قادرة على استكشاف طوابق وأماكن غير مألوفة دون GPS، مثل الروبوت BB-8 من عالم "حرب النجوم" — مستكشف صغير يتنقل ببراعة في بيئة مجهولة، معتمداً فقط على حساساته.