一名測試者走進房間,窗戶下面即顯出此人的下肢影像。
隨后,測試者完全被墻擋住,但人體骨架完全顯示出來。
上圖:在房間里的三個人。
下圖:人工智能透視看到的三個人。
古人云,隔墻有耳。
但想要做到“隔墻有眼”,能穿墻透視,似乎是種遙不可及的本領(lǐng)。
然而現(xiàn)在,美國麻省理工學(xué)院研究人員的一群科學(xué)家,就用人工智能構(gòu)建了一雙透視眼。你在墻后的一舉一動,它就都能看見。
黑科技
這種“透視”有何不同?
麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實驗室的研究團隊,正在開發(fā)“穿墻透視”技術(shù)。他們最新的項目,“RF-Pose” 是使用AI(人工智能)訓(xùn)練無線設(shè)備感知人類的姿態(tài)和運動。這項技術(shù)甚至可以穿墻觀察墻對面的情況。
所謂人體姿態(tài)估計,是指從人體圖像中提取出手臂、腿部的關(guān)節(jié),以及軀干和頭部的關(guān)鍵點,并用這些信息重新組成2D的人體骨架。通俗點說,就是把人簡化成“火柴人”的模樣。
不過,以往的人體姿態(tài)估計是通過相機拍攝的圖像實現(xiàn)的,因此當(dāng)人體被墻壁等物體遮擋時,姿態(tài)估計將面臨困境:如果人體被部分遮擋,人們還可以通過可視的部位,粗略推測身體其余部位的位置;而當(dāng)障礙物將人完全遮住,設(shè)備就將束手無策了。
要估計出墻另一側(cè)的人體姿態(tài),透視是必不可少的。常見的是X射線,不過,這需要被測者完全處于X射線輻射中,這在現(xiàn)實中顯然不切實際。
如何用“Wi-Fi”識別姿態(tài)?
現(xiàn)有技術(shù)能夠顯示藏身障礙物后個人的位置,但無從準(zhǔn)確描述目標(biāo)的動作。這次研究小組訓(xùn)練人工智能分析人體動作時身體14個位置反射回的無線電信號,繪制與真人同步的動圖。
他們使用的手段是無線信號——沒錯,我們每天都在用的Wi-Fi就是最典型的無線信號。由于人體的高含水量,無線信號難以穿透,因此信號在遇到人體時會反射回來,重新穿過墻體,從而被另一側(cè)的探測器接收。
但困難的是探測器收到的信號十分嘈雜,不僅有人體反射回的信號,還有經(jīng)過其他反射途徑收集到的信號。因此,他們設(shè)計了為RF-Pose的AI系統(tǒng),通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)估計人體姿態(tài)。
研究人員用無線設(shè)備和相機同時采集數(shù)據(jù),在校園的50個地點,他們進行了超過50小時的數(shù)據(jù)收集。
隨后,他們從照片中,將學(xué)生們的輪廓簡化成骨架,并連同相應(yīng)的無線信號送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
經(jīng)過訓(xùn)練,RF-Pose僅僅依靠從人體反射回的無線信號,就能精準(zhǔn)預(yù)測一個人的姿態(tài)及行動。
用途
將拓展至3D,幫助監(jiān)護獨居老人
這項技術(shù)應(yīng)用前景廣闊?!袄?,警察可以用這項技術(shù)透視墻后,”研究者卡塔比說。如果墻后的人呈站立姿勢,那他可能正持槍站立。不過,研究項目現(xiàn)階段集中于醫(yī)療應(yīng)用。
研究人員說,這種穿墻透視技術(shù)可用于監(jiān)測帕金森癥或多發(fā)性硬化癥患者的病況,讓醫(yī)生得以調(diào)整藥量。依賴這套系統(tǒng)監(jiān)控,一些身體虛弱而獨居的人不用擔(dān)心在家摔倒或受傷卻沒有人發(fā)現(xiàn)。
該團隊的下一步工作,是將2D的姿態(tài)估計拓展至3D,如能實現(xiàn),它將反映出更加微幅的運動。這一技術(shù)具有重要的實用場景:如果檢測到一位老人的手在規(guī)律性地微幅抖動,系統(tǒng)就可以建議被測者去做帕金森病的檢查。
擔(dān)心
人們是否會24小時處于被監(jiān)控中
當(dāng)然,在現(xiàn)實穿墻透視方面不懈努力的并非只有麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們,在安防領(lǐng)域更被人廣為熟知的要數(shù)穿墻透視器了,還有些警用設(shè)備可以直接識別室內(nèi)現(xiàn)有的WiFi實現(xiàn)透視。這項技術(shù)在令人驚嘆之余,也不免讓人擔(dān)心,會不會始終處于無形的監(jiān)控之下。
為了保護使用者的隱私,研究團隊收集的所有匿名數(shù)據(jù)都得到了被測者的同意,并進行加密。
而在今后的實際應(yīng)用中,研究者表示,他們計劃建立“同意機制”,使用者可以通過特定的動作開啟監(jiān)控。
鑒于WiFi技術(shù)正在向傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)之外的音頻、遙控、傳感等新的領(lǐng)域滲透,民眾對于WiFi產(chǎn)生的個人信息安全和隱私問題的焦慮不斷加重。不過新的解決辦法也在不斷出現(xiàn),例如東京大學(xué)的研究者們已經(jīng)開發(fā)出一種能夠阻擋Wi-Fi信號的墻漆。