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。
然而現在,美國麻省理工學院研究人員的一群科學家,就用人工智能構建了一雙透視眼。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?
麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室的研究團隊,正在開發“穿墻透視”技術。他們最新的項目,“RF-Pose” 是使用AI(人工智能)訓練無線設備感知人類的姿態和運動。這項技術甚至可以穿墻觀察墻對面的情況。
所謂人體姿態估計,是指從人體圖像中提取出手臂、腿部的關節,以及軀干和頭部的關鍵點,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,以往的人體姿態估計是通過相機拍攝的圖像實現的,因此當人體被墻壁等物體遮擋時,姿態估計將面臨困境: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;而當障礙物將人完全遮住,設備就將束手無策了。
要估計出墻另一側的人體姿態,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,這在現實中顯然不切實際。
如何用“Wi-Fi”識別姿態?
現有技術能夠顯示藏身障礙物后個人的位置,但無從準確描述目標的動作。這次研究小組訓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,還有經過其他反射途徑收集到的信號。因此,他們設計了為RF-Pose的AI系統,通過神經網絡學習估計人體姿態。
研究人員用無線設備和相機同時采集數據,在校園的50個地點,他們進行了超過50小時的數據收集。
隨后,他們從照片中,將學生們的輪廓簡化成骨架,并連同相應的無線信號送至神經網絡。
經過訓練,RF-Pose僅僅依靠從人體反射回的無線信號,就能精準預測一個人的姿態及行動。
用途
將拓展至3D,幫助監護獨居老人
這項技術應用前景廣闊。“例如,警察可以用這項技術透視墻后,”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,研究項目現階段集中于醫療應用。
研究人員說,這種穿墻透視技術可用于監測帕金森癥或多發性硬化癥患者的病況,讓醫生得以調整藥量。依賴這套系統監控,一些身體虛弱而獨居的人不用擔心在家摔倒或受傷卻沒有人發現。
該團隊的下一步工作,是將2D的姿態估計拓展至3D,如能實現,它將反映出更加微幅的運動。這一技術具有重要的實用場景:如果檢測到一位老人的手在規律性地微幅抖動,系統就可以建議被測者去做帕金森病的檢查。
擔心
人們是否會24小時處于被監控中
當然,在現實穿墻透視方面不懈努力的并非只有麻省理工學院的科學家們,在安防領域更被人廣為熟知的要數穿墻透視器了,還有些警用設備可以直接識別室內現有的WiFi實現透視。這項技術在令人驚嘆之余,也不免讓人擔心,會不會始終處于無形的監控之下。
為了保護使用者的隱私,研究團隊收集的所有匿名數據都得到了被測者的同意,并進行加密。
而在今后的實際應用中,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控。
鑒于WiFi技術正在向傳統無線局域網之外的音頻、遙控、傳感等新的領域滲透,民眾對于WiFi產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,例如東京大學的研究者們已經開發出一種能夠阻擋Wi-Fi信號的墻漆。