Rozpoznawanie twarzy może przejść do historii. Jest równie dobry sposób na weryfikację tożsamości. Może się przyjąć, bo nie budzi takich kontrowersji

Wyobraźmy sobie napad na bank. Napastnicy mają zasłonięte twarze, ale to żaden problem. Nagrania z kamer i tak pozwalają ich namierzyć. Niemożliwe? Nie dla algorytmów uczenia maszynowego.

Od pewnego czasu wiadomo, że sposób, w jaki chodzimy, jest na tyle indywidualny, że bez trudu można nas po nim rozpoznać. To wydaje się dość intuicyjne – potrafimy przecież z daleka rozpoznać znajomych i bliskich, zanim jeszcze dostrzeżemy ich twarz. Właściciele czworonogów wiedzą, że tę umiejętność posiadły też niektóre psy.

W szczegółowych opisach chodu bohaterów lubował się choćby Balzac, przypisując sposobowi chodzenia zależność od pozycji społecznej i zawodu. Bardziej naukowo sposobowi chodzenia zaczęto się przyglądać, gdy rozwinęły się techniki wideo w latach 70. i 80. ubiegłego wieku. Początki nie były łatwe, bo opis mechaniki ciała to bardzo wiele różnych parametrów. Inaczej poruszają się ramiona, inaczej biodra, jeszcze inaczej kolana – w sumie w grę wchodzi co najmniej kilka punktów, których zmianę położenia trzeba przeanalizować w czasie, żeby wyodrębnić jakiś wzorzec.

Zdjęcie na zdjęciu

To trudne zadanie, nic więc dziwnego, że skuteczność pierwszych algorytmów nie była oszałamiająca: udawało się rozpoznać jedną osobę na dziesięć. Algorytmy o takich osiągnięciach do niczego się nie przydawały i pozostawały raczej akademickimi ćwiczeniami z biomechaniki i biometrii.

Analizę danych opisujących ludzkie kroki bardzo ułatwiły dwie rzeczy. Pierwszą z nich są oczywiście algorytmy uczenia maszynowego, które są niezwykle wprawne w odnajdywaniu subtelnych wzorców, których w dużych zbiorach danych nie widać na pierwszy rzut oka. Drugim było proste spostrzeżenie, że nie trzeba opisywać ruchów wielu punktów ciała i skomplikowanych relacji między nimi – wystarczy poddać analizie zarys sylwetki.

Czy monitoring wyłapie podejrzanych po sposobie, w jaki chodzą, zanim popełnią przestępstwo? A może analiza kroków zaalarmuje nas przed nadciągającą depresją? W świecie wszechobecnej sztucznej inteligencji będzie to całkiem łatwe

To bardzo proste: wystarczy nałożyć na siebie klatki filmu. Kilkadziesiąt utworzy rozmazany zarys naszej sylwetki. Jest charakterystyczny tylko dla nas, a jego wykrycie dla odpowiednio wytrenowanej w rozpoznawaniu obrazów sieci neuronowej to już niewielki problem. Obecne algorytmy mają już wysoką skuteczność, bo potrafią odróżnić 9 osób na 10, mówi tygodnikowi „New Scientist” Mark Nixon z brytyjskiego University of Southampton, wielu prac z tej dziedziny i prezes rady do spraw biometrii stowarzyszenia inżynierów IEEE (jest także autorem naukowej pozycji „Human Identification Based on Gait”, czyli: „Identyfikacja człowieka na podstawie chodu”).

„Każdy ma unikalny chód”, mówi także temu tygodnikowi badacz tego zjawiska Sebastian Heinzel z Uniwersytetu Kilońskiego w Niemczech. „A to oczywiście oznacza, że każdego można zidentyfikować”.

Do poważnych zastosowań algorytmy muszą być jednak bardziej skuteczne i mylić się rzadziej niż raz na dziesięć przypadków. Nie jest to niemożliwe. Już dwa lata temu badaczom z uniwersytetów w Madrycie i Manchesterze udało się stworzyć algorytm, który poprawnie rozpoznawał po krokach niemal wszystkich, których chód trafił do bazy danych – mylił się tylko w siedmiu przypadkach na tysiąc.

Kroki w sądzie i na igrzyskach

Rozwój takich systemów datuje się od około dekady, ale były to raczej badania naukowe i pilotażowe wdrożenia. Jak donosi „Japan Times”, nad rozpoznawaniem chodu badacze z japońskiego Uniwersytetu w Osace współpracują z policją od 2013 roku. Sporadycznie identyfikację chodu wykorzystywano tam w kilkudziesięciu śledztwach, a dowody – w kilku sprawach sądowych. W 2018 roku powstał nowy, lepszy algorytm, który nauczył się chodu 10 tysięcy osób – wszystko z myślą o bezpieczeństwie gości i zawodników igrzysk olimpijskich, które miały się odbyć w tym kraju w 2020 roku.

Rosyjskie Ministerstwo Spraw Wewnętrznych ogłosiło, że chce wdrożyć zaawansowany system rozpoznawania poszukiwanych przez policję osób do końca 2021 roku. Ma wykorzystywać między innymi śledzenie na podstawie kroków, podawał w lutym portal Biometric Update, powołując się na rosyjską stronę RBC.ru.

W dobie pandemii rozpoznawanie chodu może zastąpić rozpoznawanie twarzy. Chodzimy wszakże z zasłoniętymi ustami i nosem, więc analiza kroków wydaje się atrakcyjną alternatywą

W Chinach to żadna nowość. Już pod koniec 2018 roku, jak podaje agencja Associated Press, na ulicach Szanghaju i Pekinu policja zaczęła wykorzystywać analizę chodu do identyfikacji obywateli. Na podstawie kroków system opracowany przez firmę Watrix może rozpoznać człowieka z odległości 50 metrów. Podobnie jak systemy w Japonii, myli się tylko w sześciu przypadkach na sto.

Oczywiście, rozpoznawać nas po krokach nie muszą kamery na ulicach. Urządzenia mogą być zainstalowane przy drzwiach. To dogodne w firmach, gdzie otwiera się je kartami dostępu. Drzwi mogą się otwierać automatycznie na nasz widok – tę technologię rozważa się choćby w projektowanej elektrowni jądrowej w Indonezji (tam system rozpoznawałby także głos).

W dobie pandemii rozpoznawanie chodu może zastąpić rozpoznawanie twarzy. Chodzimy wszakże z zasłoniętymi ustami i nosem, więc analiza kroków wydaje się atrakcyjną alternatywą. Mogłaby przyspieszyć na przykład odprawę na lotniskach – zamiast zbliżać twarz do kamery, pasażer byłby rozpoznawany już z odległości kilkunastu metrów i odprawiany, zanim przekroczy bramkę.

Ale algorytmy mogą z naszych kroków odczytać więcej niż tylko naszą tożsamość.

Chodź, a powiem ci, jaki jesteś

Czy zdarzyło wam się przejść na drugą stronę ulicy, bo z naprzeciwka szedł ktoś nieco podejrzanym krokiem? Jeśli tak, to na poparcie takiego przeczucia są twarde naukowe dowody. Badacze od kilku lat wiedzą, że chód zdradza całkiem sporo – w tym cechy osobowości i skłonność do agresji.

Naukowcy z University of Portsmouth w badaniu opublikowanym w „Journal of Nonverbal Behaviour” w 2016 r. stwierdzili, że osoby, które bardziej kołyszą biodrami i ramionami podczas chodzenia, plasują się wyżej w testach na agresywność. Sugerowali, że ich odkrycie może pomóc w zwalczaniu przestępczości.

„Jeśli operatorzy monitoringu zostaną przeszkoleni w rozpoznawaniu charakterystycznego chodu osób przejawiających agresję, ich wpływ na zapobieganie przestępstwom może być jeszcze większy”, pisali badacze.

Dziś zapewne zamiast operatorów monitoringu sugerowaliby algorytmy sztucznej inteligencji.

Analiza chodu (choć już nie na podstawie nagrań wideo, lecz danych z akcelerometru telefonu) pozwala też określić… stan trzeźwości. To, że ludzie „pod wpływem” poruszają się inaczej, jest dość oczywiste, jednak dane wskazują, że wcale nie muszą być w stanie upojenia. Odpowiedni algorytm może wykryć nawet stan wskazujący na spożycie alkoholu.

Sztuczna inteligencja może też już po naszych krokach rozpoznać stany emocjonalne. Badaczom z Uniwersytetu Karoliny Północnej i Uniwersytetu Marylandu udało się skonstruować sieć neuronową, która potrafi z 80-procentową poprawnością odgadnąć na podstawie analizy chodu cztery ludzkie emocje: smutek, radość, złość i obojętność.

Czy kiedyś kamery monitoringu będą wyłapywać podejrzanych na podstawie ich kroków, zanim popełnią przestępstwo? A może ostrzegać nas przed nadciągającymi objawami depresji? W świecie wszechobecnej sztucznej inteligencji będzie to całkiem łatwe.

Skip to content