人工智能通過墻壁感知人 這是真的嗎

X射線視覺長期以來似乎是一個牽強(qiáng)附會的科幻幻想，但在過去十年中，由麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)的Dina Katabi教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)不斷讓我們更接近透過墻壁看到。

他們的最新項(xiàng)目“ RF-Pose ”使用人工智能(AI)來教授無線設(shè)備，以感知人們的姿勢和動作，甚至是從墻的另一側(cè)。

研究人員使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析從人體反彈的無線電信號，然后可以創(chuàng)建一個動態(tài)的棒狀圖形，當(dāng)人們執(zhí)行這些動作時，它會走動，停止，坐下并移動四肢。

該團(tuán)隊(duì)表示，RF-Pose可用于監(jiān)測帕金森氏癥，多發(fā)性硬化癥(MS)和肌肉萎縮癥等疾病，從而更好地了解疾病進(jìn)展，并允許醫(yī)生相應(yīng)地調(diào)整藥物。它還可以幫助老年人更加獨(dú)立地生活，同時為跌倒，受傷和活動模式的變化提供額外的安全監(jiān)控。該團(tuán)隊(duì)目前正與醫(yī)生合作探索RF-Pose在醫(yī)療保健方面的應(yīng)用。

團(tuán)隊(duì)收集的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過主體同意，并且是匿名和加密的，以保護(hù)用戶隱私。對于未來的實(shí)際應(yīng)用程序，他們計(jì)劃實(shí)施“同意機(jī)制”，其中安裝設(shè)備的人員需要進(jìn)行一組特定的移動，以便開始監(jiān)控環(huán)境。

“我們已經(jīng)看到，監(jiān)測患者的步行速度和自己做基本活動的能力，為醫(yī)療保健提供者提供了他們以前從未有過的生活窗口，這對于各種疾病都是有意義的，” Katabi，共同撰寫了一篇關(guān)于該項(xiàng)目的新論文。“我們的方法的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是患者不必佩戴傳感器或記得給他們的設(shè)備充電。”

除了醫(yī)療保健外，該團(tuán)隊(duì)表示，RF-Pose還可用于新型視頻游戲，玩家可以在家中移動，甚至可以在搜索和救援任務(wù)中幫助找到幸存者。

Katabi與博士生和主要作者M(jìn)ingmin Zhao，麻省理工學(xué)院教授Antonio Torralba，博士后Mohammad Abu Alsheikh，研究生Tianhong Li以及博士生Yonglong Tian和Hang Zhao共同撰寫了新論文。他們將于本月晚些時候在猶他州鹽湖城舉行的計(jì)算機(jī)視覺與模式識別會議(CVPR)上發(fā)表演講。

研究人員必須解決的一個挑戰(zhàn)是，大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是使用手工標(biāo)記的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練的。例如，訓(xùn)練識別貓的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要求人們查看大圖像數(shù)據(jù)集，并將每個圖像標(biāo)記為“貓”或“非貓”。同時，無線電信號不容易被人類標(biāo)記。

為了解決這個問題，研究人員使用他們的無線設(shè)備和相機(jī)收集了一些例子。他們收集了成千上萬的人們做的事情，比如走路，說話，坐著，打開門，等待電梯。

然后，他們使用來自相機(jī)的這些圖像來提取棒圖，它們與相應(yīng)的無線電信號一起顯示給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種示例組合使得系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)無線電信號與場景中人物的簡筆畫之間的關(guān)聯(lián)。

在訓(xùn)練后，RF-Pose能夠僅使用從人體反彈的無線反射來估計(jì)一個人沒有攝像頭的姿勢和動作。

由于攝像機(jī)無法通過墻壁看到，網(wǎng)絡(luò)從未明確地對墻壁另一側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過培訓(xùn) - 這使麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)特別感到驚訝的是，網(wǎng)絡(luò)可以概括其知識，以便能夠處理 - 墻體運(yùn)動。

“如果你把計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)看作是老師，這是一個非常有趣的例子，表明學(xué)生的表現(xiàn)優(yōu)于老師，”托拉爾巴說。

除了感知運(yùn)動外，作者還表明，他們可以使用無線信號在一百個人的陣容中準(zhǔn)確識別出83%的時間。這種能力對于搜索和救援行動的應(yīng)用特別有用，因?yàn)樗赡苡兄诹私馓囟ㄈ藛T的身份。

對于本文，該模型輸出了二維棒圖，但該團(tuán)隊(duì)還致力于創(chuàng)建能夠反映更小微動的三維表示。例如，它可能能夠看到老年人的手是否經(jīng)常搖晃以至于他們可能想要進(jìn)行檢查。

“通過使用視覺數(shù)據(jù)和人工智能的這種組合來透視墻壁，我們可以實(shí)現(xiàn)更好的場景理解和更智能的環(huán)境，讓他們過上更安全，更富有成效的生活，”趙說。