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[導(dǎo)讀] 通過無線電波與人工智能的結(jié)合,麻省理工學(xué)院的研究人員研發(fā)了一個全新的探測系統(tǒng):可以看到墻另一邊的人移動的骨骼狀圖像。雖然這聽起來像是特警隊在破門而入之前希望擁有的技術(shù),但它已經(jīng)以一種令人驚訝的方

通過無線電波與人工智能的結(jié)合,麻省理工學(xué)院的研究人員研發(fā)了一個全新的探測系統(tǒng):可以看到墻另一邊的人移動的骨骼狀圖像。雖然這聽起來像是特警隊在破門而入之前希望擁有的技術(shù),但它已經(jīng)以一種令人驚訝的方式被用于監(jiān)控帕金森癥患者在家中的活動。

該項目的高級研究員、麻省理工學(xué)院電子工程和計算機(jī)科學(xué)教授迪娜·卡塔比(Dina Katabi)說:“人們對這種技術(shù)的興趣可以追溯到幾十年前,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)曾有一個重大項目,試圖使用無線信號探測位于墻壁后的人。但在這項最新的研究之前,這些系統(tǒng)所能做的只是顯示一個人在墻后的斑點(diǎn)狀圖形。”

如今,這項技術(shù)能夠更精確的顯示信息:它能把場景中的人描繪成像骷髏一樣的木棍,同時顯示出他們在做日?;顒訒r的實時動作,比如行走和坐臥。這項技術(shù)的重點(diǎn)在于檢測人體的關(guān)鍵部位,包括肘關(guān)節(jié)、臀部和腳??ㄋ日f道:“當(dāng)在墻后面的人開始移動時,你就會看到系統(tǒng)創(chuàng)建的火柴人會做出相同的動作,如果那個人坐下來,你就會看到系統(tǒng)中的火柴人也坐下來。”

一、無線電信號反射出人體,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以識別

該系統(tǒng)的工作原理是:通過使用和WIFI類似的無線電信號穿透物體,如墻壁,再反射出人體——由于人體大部分由水組成,無線電無法穿透——之后再穿過墻壁回到設(shè)備中。現(xiàn)在的問題是:如何解讀系統(tǒng)回傳的信息?卡塔比說:“這就是人工智能,特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)揮作用的地方。”

人工智能研究人員通過添加注釋信息來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使它能從數(shù)據(jù)中推斷出自己的規(guī)則以便學(xué)習(xí),這個過程就叫做監(jiān)督學(xué)習(xí)。如果想要教一輛自動駕駛汽車紅綠燈是什么樣的,你需要顯示包含紅綠燈的圖像,并對其進(jìn)行注釋,以便告訴AI什么是紅綠燈。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常用來解析圖像,但也可以用來執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù),比如從一種語言翻譯到另一種語言,甚至可以通過模仿所給出的數(shù)據(jù)生成新的文本。

但在這種情況下,有一個問題:沒有人能通過無線電無線電信號分析出哪個位置是頭,哪個位置是腳。換句話說,通過圖像處理信息很容易,但通過人身上反射的無線電信號數(shù)據(jù)處理信息就沒那么輕松了。

研究團(tuán)隊的解決方案是在訓(xùn)練期間,把信號接收器和攝像機(jī)連接起來,然后給攝像機(jī)創(chuàng)建的圖像貼上信息標(biāo)簽,幫助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將這些活動聯(lián)系起來。為了能讓攝像機(jī)真正接受到圖像信號,這些工作必須在沒有墻的情況下完成??ㄋ冉忉尩溃?ldquo;我們使用攝像機(jī)上的信息標(biāo)簽和同時發(fā)生的無線電信號來對它們進(jìn)行訓(xùn)練。”

訓(xùn)練結(jié)束后,他們驚訝地發(fā)現(xiàn),盡管這個系統(tǒng)只對可見的人進(jìn)行了訓(xùn)練,但他們依然能探測到隱藏于墻背后的人。“它們能看到并描繪出墻壁后面的人形,盡管在訓(xùn)練中它們從未見過。” 卡塔比說道。

不僅如此,它甚至可以通過人們的步態(tài)來區(qū)分他們。在另一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的幫助下,該系統(tǒng)可以記錄人們走路的特征并識別不同的人,即使隔著墻壁,識別個體的準(zhǔn)確率仍超過83%。

二、初步應(yīng)用于治療帕金森患者

研究人員已開始將這項系統(tǒng)付諸實踐,在一項針對帕金森患者的小型研究中,通過在病人家中安裝這些設(shè)備,他們可以在舒適的環(huán)境下監(jiān)控患者的動作,而不需要使用攝像頭。從這個意義上說,它比傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控少了些許侵入性。這項研究共涉及7人,歷時8周。

卡塔比說:“系統(tǒng)分析的結(jié)果與用于評估患者的標(biāo)準(zhǔn)問卷‘高度相關(guān)’。” 此外,它還揭示了關(guān)于帕金森患者生活質(zhì)量的更多信息。目前,Michael J. Fox基金會正在資助團(tuán)隊進(jìn)行進(jìn)一步的研究;卡塔比說,通過這種方式監(jiān)測病人可以幫助患者避免“白大褂綜合癥”,即病人在醫(yī)生面前就診時表現(xiàn)不同。

這項技術(shù)的使用也會引發(fā)相應(yīng)的隱私問題,但卡塔比解釋過,在沒有得到人們同意的情況下,它不會被應(yīng)用于任何人身上。

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