整理 | 郑丽媛
相信许多看过《哈利·波特》的人,多多少少都曾幻想过:“要是我也有一件隐形斗篷就好了。”但很少有人坚信,有一天,魔法也会成为现实。
这不,在 11 月底落幕的“华为杯”中国研究生网络安全创新大赛上,武汉大学斩获的 5 项一等奖中,有一个名为“InvisDefense 隐身衣”的获奖项目就引起了很多人的注意——没看错吧,真的是“隐身衣”???
让机器识别“失明”的隐身衣
这个“InvisDefense 隐身衣”项目来自武汉大学国家网络安全学院的“珞珈山 AIMM 小队”,项目全称为“InvisDefense 隐身衣全天候防御智能摄像头恶意检测的可穿戴装备”。该团队由国家网络安全学院李柱波、戴书钰,以及计算机学院卫慧、经济与管理学院菅泽华 4 位研究生组成,计算机学院的王正教授为指导教师。
(图片来自武汉大学官方)
据武大官方介绍,这款 InvisDefense 隐身衣可提供全天候的隐身防御:“作为一种新型防御产品,InvisDefense 隐身衣可在机器视觉下隐身用以保护个人隐私和安全。”
说到这里,可能会有人疑惑 InvisDefense 隐身衣的“在机器视觉下隐身”是什么意思。对此,王正教授解释道:“通俗地说就是,摄像头可以拍到你,但判断不出你是人类。”
白天:摄像头通常会根据运动识别和轮廓识别来检测人体,而 InvisDefense 表面带有特制的迷彩图案,可以干扰机器视觉的识别算法,有效地干扰视觉神经网络,使机器“失明”,无法识别出身着 InvisDefense 隐形衣的人。
(图片来自武汉大学官方)
夜间:摄像头一般会通过红外热成像识别人体,而 InvisDefense 隐身衣内部嵌入了 4 个不规则形状的温控材料,通过特殊温度色块也可以让计算机的红外成像识别系统“失明”。
(图片来自武汉大学官方)
从旁观者的角度来看,或许这“隐形”的大致原理听起来并不难理解,但想要将“隐身衣”真正变为现实,“珞珈山 AIMM 小队”在整个研究期间实打实地吃了不少苦。
3 个月经历近 700 次失败
“最困难的部分是迷彩图案的平衡。”
负责 InvisDefense 隐身衣核心算法的团队成员卫慧指出,传统上,研究人员习惯使用明亮的图像来干扰机器视觉,这方法确实有效,但骗不过人眼,反而会特别显眼:“所以,我们要通过算法设计出最不‘显眼’、却能让计算机视觉失效的图案。”
为此,团队成员不断通过电脑模拟,有时候在电脑模拟上成功了,但把图案放在现实环境中测试就又不行……如此反复 3 个月,珞珈山 AIMM 小队经历了近 700 次失败,才最终找到了最满意的结果——一种肉眼看并不显眼,同时又能躲过机器识别的迷彩图案。
“这是业内第一个可以躲过公众行人检测,也不会引起人眼怀疑的产品。”
从武大展示的结果来看,在同一环境下活动时,监控设备只会把没穿“隐身衣”的人标注为“person”,而对一旁身着 InvisDefense 隐身衣的人“视若无睹”。
(图片来自武汉大学官方)
据团队介绍,InvisDefense 隐身衣凭借特制的迷彩图案,一定程度上可使目前常用的行人检测方法失效:“通过校园测试,目前 InvisDefense 隐身衣可以使行人检测精度下降 57.0%,这个数字未来可能会更高。”
更值得一提的是,从“隐形”原理也可以看出,不论是特制迷彩图案,还是用于逃过夜间红外热成像的 4 个温度控制模块,这套 InvisDefense 隐身衣还有一个很大的优点:成本低。
其实,除了“珞珈山 AIMM 小队”之外,业内也有许多其他研究“隐身”设备的团队,但不少都是用昂贵且难以生产的超材料——这是一种具有特殊性质的人造材料,比如让光、电磁波改变它们的通常性质等。
相比之下,InvisDefense 隐身衣的的材料并无特别,只需通过特制图案和几个温度控制模块就可实现“隐身”。王正教授也指出:“一套完整的 InvisDefense 隐身衣,成本不到 500 元人民币。”
网友:“好厉害,科技感十足”
当然,对于这样一个获得创意作品赛全国一等奖的项目,InvisDefense 隐身衣自然不是作为“玩具”或为娱乐而诞生的。王正教授指出,“该隐身衣将可能为我国国防事业作出贡献。对于民用方面来说,该项目的价值在于反向促进人工智能模型安全性的提升。”
诚然,反向思考的话,如果穿着 InvisDefense 隐身衣的人能躲过 AI 机器识别,这也就意味着目前的 AI 识别技术还存在漏洞,研究人员还需不断改善加强。
据了解,目前“InvisDefense 隐身衣”项目已有两项专利申请被受理,相关成果更已被 CCF(中国计算机学会)A 类人工智能顶级学术会议 AAAI2023 录用。
对此,诸多国内网友也感到十分新奇与期待:“好厉害,科技感十足”,“瞄准人工智能安全的国家需求,培养本科生和研究生的科学创新能力和工程实践能力,点赞!”那么,你又是否期待“隐身衣”的实现?
参考链接:
https://mp.weixin.qq.com/s/0pveGZwGvD5yYbnDk20e6A
https://www.scmp.com/news/china/science/article/3202087/chinese-graduate-students-invent-invisibility-cloak-can-slip-past-security-cameras-and-recognition?module=perpetual_scroll_0&pgtype=article&campaign=3202087#comments
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