MIT利用人工智能技術(shù)讓“穿墻看人”變成現(xiàn)實(shí)

來(lái)源：騰訊科技 時(shí)間：2018-06-14 16:03:53 作者：

　　

　　一直以來(lái)，用X射線穿透墻壁看到對(duì)面的人，似乎都是科幻小說(shuō)中天馬行空的想象。但在過(guò)去的十年間，來(lái)自于麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）迪納-卡塔比（Dina Katabi）教授的研究小組最新的研究成果，讓我們不斷接近這種“透過(guò)墻壁看人”的場(chǎng)景。

　　這個(gè)小組的研究項(xiàng)目名叫“RF-Pose”，能通過(guò)人工智能（AI）技術(shù)來(lái)訓(xùn)練無(wú)線設(shè)備感知人們的姿勢(shì)與動(dòng)作，甚至是在墻壁的另一側(cè)都可以識(shí)別。

　　研究人員使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)分析從人類目標(biāo)身體上反射回來(lái)的無(wú)線電信號(hào)，然后創(chuàng)建出動(dòng)態(tài)的抽象人形圖。當(dāng)目標(biāo)執(zhí)行行走、停止、坐立或擺動(dòng)四肢等動(dòng)作時(shí)，這些人形圖就會(huì)跟著做出相應(yīng)的變化。

　　該研究小組表示，RF-Pose項(xiàng)目可以用來(lái)檢測(cè)帕金森癥、多發(fā)性硬化癥（MS）以及肌肉萎縮癥等，從而幫助病人更好的了解病情進(jìn)展，讓醫(yī)生相應(yīng)的調(diào)整藥物治療。它還可以幫助老年人更獨(dú)立的生活，監(jiān)測(cè)跌倒、受傷和活動(dòng)模式的變化，提供額外的監(jiān)測(cè)效果。該團(tuán)隊(duì)目前正在與醫(yī)生合作，探索RF-Pose在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　該團(tuán)隊(duì)收集的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)了受試者的同意，同時(shí)經(jīng)過(guò)了匿名化和加密處理，保護(hù)用戶的隱私。對(duì)于未來(lái)的實(shí)際運(yùn)用，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃創(chuàng)建一個(gè)“同意機(jī)制”。在這個(gè)機(jī)制中，安裝設(shè)備的人被要求進(jìn)行一組特定的動(dòng)作，以便開啟整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程。

　　“我們已經(jīng)看到，被監(jiān)測(cè)者的行走速度和自主活動(dòng)能力，都為醫(yī)療保健服務(wù)者提供了一種以前從未有過(guò)的方式，這對(duì)各種疾病的治療和恢復(fù)也具有積極的意義?！笨ㄋ缺硎?，他已經(jīng)撰寫了一篇關(guān)于這套系統(tǒng)的論文。“我們這種方法最關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)是病人不需要佩戴傳感器，也不需要總是給自己的設(shè)備充電?！?/p>

　　除了醫(yī)療保健范疇，該團(tuán)隊(duì)還表示RF-Pose系統(tǒng)還可以被用于開發(fā)新型視頻游戲項(xiàng)目。玩家可以在家中模擬游戲中的動(dòng)作，甚至還可以在搜救任務(wù)中尋找幸存者。

　　目前研究人員面臨的挑戰(zhàn)主要是大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是通過(guò)手工標(biāo)記數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行。比如訓(xùn)練一套可以識(shí)別貓的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要查看大量的圖片，并且為每張圖片標(biāo)記“是貓”或者“不是貓”。但無(wú)線電信號(hào)卻無(wú)法輕易的被人類標(biāo)記。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員利用無(wú)線設(shè)備與照相機(jī)收集了一些例子，包括成千上萬(wàn)張照片，并且照片中的人在進(jìn)行不同的活動(dòng)，比如走路、說(shuō)話、坐立、開門、等電梯等。

　　然后，團(tuán)隊(duì)利用這些圖像提取人形圖像，并將其顯示給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和對(duì)應(yīng)的無(wú)線電信號(hào)。這種互相結(jié)合的例子使RF-Pose系統(tǒng)可以更好的了解無(wú)線電信號(hào)與所識(shí)別目標(biāo)之間的聯(lián)系。

　　在完成訓(xùn)練后，RF-Pose可以在沒有攝像機(jī)的情況下預(yù)估目標(biāo)人物的姿勢(shì)和動(dòng)作，并且只接收從人體反射回來(lái)的無(wú)線電信號(hào)。

　　由于攝像頭無(wú)法穿透墻壁，所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)對(duì)沒有墻壁的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。讓研究團(tuán)隊(duì)感到非常意外的是，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以自主學(xué)習(xí)，并且識(shí)別整個(gè)墻面背后的動(dòng)作。

　　“如果你將計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)看成是一位老師，那么這就是個(gè)非常好的例子證明學(xué)生比老師表現(xiàn)得更好?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)表示。

　　除了感知運(yùn)動(dòng)，研究團(tuán)隊(duì)還表示該系統(tǒng)利用無(wú)線信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)準(zhǔn)確率達(dá)到了83%。這種能力在搜救場(chǎng)景下非常有用，可以幫助搜救人員了解特定人群的身份。

　　目前該模型只能輸出2D的人形圖，團(tuán)隊(duì)正在努力希望未來(lái)可以輸出3D人形圖，能夠更準(zhǔn)確的反映細(xì)小的動(dòng)作。比如通過(guò)3D人形圖可以檢測(cè)老年人的手臂是否經(jīng)常搖晃，從而判斷是否需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。

　　“通過(guò)視覺數(shù)據(jù)和人工智能的結(jié)合，我們可以更好的理解周圍的環(huán)境，讓生活變得更安全、更有效率?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)表示。（編譯/音希）

責(zé)任編輯：陳近梅