你可能听说过指纹扫描,虹膜扫描,甚至眼睛凝视扫描,但是基于脚步的生物特征识别你听说过吗?最近在Arxiv.org上发布的研究报告,人工智能可以仅通过人类的足迹就能识别出个人。
德里印度理工学院的研究人员在一篇名为“利用由脚步产生的地震信号进行身份识别”的论文中描述了这个系统。它是基于雾计算架构(fog computing architecture)所搭建的,该架构采用边缘设备来执行大部分计算、存储和通数据收集任务。这个团队通过最小化带宽和能耗来降低成本。
“用我们的方法,个人只需要穿过传感器的活动区域即可”。他们表示:“人类识别系统在各个领域都有着重要的应用。”
该系统由三层组成:物体(传感器与低端处理器配对,嵌入式处理器与收发器配对);雾(嵌入式处理器与收发器配对);以及云(服务器)。在这个架构实例中,物件层包括Raspberry Pi Zero、地震检波器(将地面运动转换为电压的地面运动传感器)以及远程收发器模块,它能自动提取表示脚步的地面震动信号的部分并压缩。然后通过ZigBee将数据发送到雾层。雾层-Raspberry Pi 3 model B-接收数据信号并解压它,从中提取重要特征,进行分类,通过以太网或Wi-Fi将分类后的信号传递到云上,最后,云端进行处理。
为了训练能够区分步伐(其他物体与人)的机器学习模型,研究人员除了收集步伐的长度和节奏(两个连续步伐之间的间隙)之外,还收集了步伐的时间和频率。在一个月的时间里,他们使用地震检波器从8个赤脚测试参与者那里收集了大约46000个足迹事件,这是该类型研究测试中最大的数据库。
他们认为,在现实世界中,通过将“监控区域”(如学院或工厂)划分为“区块”(工厂楼层、部门)和子区块(房间、医院病房),可以最好的完成收据收集工作。
在模型训练过程中,研究小组发现,每次训练大约需要875个脚步——约8分钟的步行——才能达到超过85%的精确度,但是最终他们的结果超过了基线。在测试期间,性能最好的人工智能系统将个人与他或她的足迹相匹配,92.29%的时间是从7个连续的足迹开始的。
该系统的一个明显的缺点是它不能同时识别多个人——两个或两个以上会产生系统混淆。研究人员把这个工作留给了未来,但是相信当前的迭代可以可靠地用于登记教室或车间的出勤率,检测入室者以及控制家用电器。
该团队表示:“这种生物测量系统的主要优点是,地震传感器可以很容易地伪装;逃避检测是不可能的,因为脚步模式是不可模仿的;它不会破坏个人的隐私;同时它对环境参数要求也不太敏感”。
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