وقتی پای dna به فناوری تشخیص چهره باز شود!

اخیرا پلیس لندن با امتحان یک سیستم تشخیص چهره جدید در کارناوال ناتینگ هیل، مرتکب اشتباه خجالت آور و نگران کننده ای شد. تکنولوژی جدید حدودا ۳۵ تشخیص اشتباه از بین مظنونین شناخته شده و مردم عادی حاضر در کارناوال داشت و یک نفر هم به طرز ناشایستی بازداشت شد.

سیستم های مراقبت تصویری بر پایه دوربینهای مدار بسته قرار بود که جامعه ای امنتر و قابل اطمینان تر برایمان فراهم کنند ولی با وجود دهه ها تحقیق و پیشرفت در این زمینه، آنها هنوز هم به از پس کنترل اوضاع در دنیای واقعی بر نمی آیند. به طور مثال در زمان وقوع شورشهای خیابانی در لندن در سال ۲۰۱۱، از تعداد ۴۹۶۲ بازداشت انجام شده تنها یکی از آنها با استفاده از نرم افزار تشخیص چهره انجام شد.

عدم موفقیت این تکنولوژی بیشتر به دلیل افرادی ست که باید در یک اتاق تاریک ساعتها برای بررسی این فیلمها یا عکسهای ضبط شده بنشینند و تک تک آنها را چک کنند. روشی که برای محافظت از یک شهر اصلا کافی نیست. اما تحقیقات اخیر نشان داده است که می توانیم عملکرد این تکنولوژی را با استفاده از پیشرفتهای نرم افزاری بوجود آمده در یک حوزه علمی کاملا مجزا، یعنی توالی یابی DNA یا DNA Sequencing Analysis ، بهبود ببخشیم. اگر ما با ویدیوی ضبط شده مثل یک منظره در حال تکامل مانند DNA رفتار کنیم، این ابزارها و تکنیکهای نرم افزاری می توانند تکنولوژی سیستمهای محافظت تصویری را متحول کنند.

از زمان نصب اولین دوربین مداربسته در لندن در سال ۱۹۶۰ توسط نیروی پلیس متروپلیتن، تاکنون حدود ۶ میلیون از آنها در انگلستان نصب شده است. اخیرا مجوز دوربین های پوشیدنی هم برای افسران پلیس صادر شده است که نه تنها تعداد ویدیوهای ضبط شده را بیشتر می کند، بلکه به دلیل حرکت مداوم تصاویر ضبط شده، پروسه تحلیل و بررسی آنها را هم پیچیده تر می سازد.

هنوز هم بیشتر فعالیتهای تکنولوژی مراقبت تصویری در محیط های کنترل شده انجام می شود. وظایفی مانند تشخیص ورود غیر مجاز به یک محدوده مشخص، شمارش افراد در حال عبور از یک در مشخص و یا تشخیص شماره پلاکها به راحتی قابل انجام است. ولی تحلیل تصاویر ضبط شده از تجمع های مردمی یا شناسایی شخصی خاص در یک خیابان شلوغ توسط این تکنولوژی زیاد قابل اطمینان نیست، زیرا تصاویر ثبت شده از فضای باز تنوع و تغییرات زیادی دارند.

ما برای توسعه دادن و ایجاد تغییر یک تغییر اساسی در این سیستمها به نرم افزاری نیاز داریم که به جای اینکه با این وظایف به دردسر بیفتد، بتواند این متغیرها را کنترل و مدیریت کند. یکی از حوزه هایی که تخصصش مدیریت حجم عظیمی از اطلاعات بسیارمتغیر است،حوزه علم ژنومیک است.

وقتی در سال ۲۰۰۱ و با اتمام پروژه ژنوم انسان ( پروژه توالی یابی کل اطلاعات ژنتیک در یک انسان ) ، سه میلیارد کاراکتر ژنوم انسان توالی یابی شد، حجم تولید این گونه اطلاعات حجیم با رشد قابل توجهی روبرو شد. حجم بسیار عظیم این نوع اطلاعات و میزان تغییرپذیری آن به این معنا بود که برای تولید نرم افزاری که بتواند این حجم از اطلاعات را پردازش کند، سرمایه و منابع عظیمی صرف شده است.

امروزه دسترسی دانشمندان به سرویسهای تحلیلی ژنومیک بسیار آسان است و آنها با استفاده از این سرویسها برای مطالعه در زمینه های متعددی استفاده می کنند. از روش مقابله با بیماریها گرفته تا طراحی سرویسهای شخصی سازی شده پزشکی و حتی حل رازهای نامکشوف تاریخ انسان.

درتحلیلهای ژنومیک، روند تکامل ژنها در طول زمان به وسیله بررسی جهشهای آنان تفسیر می شود و این به طرز غافلگیر کننده ای شبیه چالشی است که ما با آنها در سیستمهای مراقبت تصویری روبرو هستیم، یعنی مثلا تفسیر تکامل یک ویدیو در طول زمان برای تشخیص و دنبال کردن گروهی از عابرین پیاده در یک خیابان. اگر تغییرات رخ داده در تصاویر را به منزله عاملی قلمداد کنیم که یک ویدیو را شبیه به یک جهش ژنتیکی می کند، آنوقت می توان از تکنیکهای علم ژنومیک برای تجزیه و تحلیل تصاویر ویدیویی هم استفاده کرد.

قدرت این تکنولوژی جدید در همان تستهای اولیه کاملا مشهود بود. گروه تحقیقاتی من در دانشگاه کینگستون برای اولین بار نشان داد که با این روش تصاویر ضبط شده با یک دوربین در حال حرکت هم قابل بررسی است. با مشخص کردن حرکات دوربین به عنوان یک جهش، می توان طوری این حرکات را محاسبه کرد که انگار تصاویر با یک دوربین ثابت گرفته شده است.

در همین حال داشمندان دانشگاه ورونا ثابت کرده اند که این نوع پردازش تصویری می تواند طوری برنامه نویسی شود که دیگر برای انجام اینکار به ابزارهای استاندارد مورد استفاده در حوزه ژنومیک، احتیاجی نداشته باشیم. این موضوع هزینه و زمان مورد نیاز برای توسعه این نرم افزارها را به طرز چشمگیری کاهش خواهد داد.

ترکیب این دو روش می تواند انقلابی که در حوزه سیستمهای مراقب تصویری در انتظارش بودیم را محقق کند. اگر استفاده از این روش فراگیر شود، ما دوربین های بسیار باهوشتری را در دهه آینده در اختیار خواهیم داشت و دراین صورت باید به ثبت عکسمان توسط دوربینهای اطراف، بیشتر عادت کنیم.