Ученые и инженеры из нескольких компаний и калифорнийского
университета в Сан-Диего разработала по заказу агентства передовых оборонных
исследований DARPA систему бионического видеонаблюдения. Система, названная CT2WS
(Cognitive Technology Threat Warning System – система предупреждения об угрозах
на базе когнитивной технологии), использует мозг человека, как фильтр
визуального сигнала. Выделение важнейших событий в видеопотоке производится с
помощью ЭЭГ (электро-энцефалографии) – специальный шлем считывает активность
мозга оператора, глядящего на изображение с видеокамер, и определяет, какие
детали изображения порождают реальную тревогу у наблюдателя.
Как бы ни развивались алгоритмы анализа видеосигнала,
человеческий мозг пока остается самым эффективным инструментом для визуальной
разведки местности. Именно человеческое сознание может в долю секунды отличить
реальную угрозу от перекати-поля или мусорного пакета, случайно принесенного
ветром в охраняемую зону. Эффективность человека, как наблюдателя,
подтверждается и на практике. Так, при охране границ США выяснилось, что
электронные системы часто не могут отличить диких животных от людей и машин. В
Израиле постоянное срабатывание охранных систем на животных вынудило военных
протягивать колючую проволоку под напряжением вдоль охраняемого периметра,
чтобы защититься от диких кабанов – иначе датчики проникновения срабатывают
постоянно.
Как бы то ни было, сам по себе человек тоже несовершенен.
Опыт американских войск в Афганистане показал, что даже с помощью башен
технического наблюдения Cerberus, камер наблюдения и портативных радаров
караульные упускают из виду почти половину потенциальных угроз. По большей
части огрехи людей в дозоре связаны с естественными ограничениями зрения и
простой усталостью от непрерывного оглядывания местности.
Проект по разработке системы CT2WS был запущен еще в 2008 г. Сейчас программа разработки завершилась, пройдя полный набор испытаний. В результате у авторов
получился набор датчиков, который использует данные об активности мозга
оператора, как инструмент фильтрации видеосигнала с камер наблюдения.
В создании системы CT2WTS приняли участие исследователи из
компаний HRL Laboratories, Quantum Applied Science and Research, Advanced Brain
Monitoring и университета Сан-Диего. Источником видеосигнала для CT2WS служит
камера широкого обзора с разрешением 120 мегапикселей. Другие два технических
компонента системы – это программы для обработки изображения и шлем оператора
со встроенным ЭЭГ-аппаратом. Обследуя сектор в 120°, камера показывает
оператору до 10 изображений в секунду. Вместе с показом изображений идет
сканирование определенных электрических волн в мозге оператора – так называемых
волн P-300 – которые ассоциируются с обработкой изображений и сигналов. Даже
при коротком взгляде на изображения человеческий мозг может воспринимать такие
детали, как движение в кадре или фигуры, заставляющие мозг реагировать
соответствующим образом.
Всплески мозговой активности на волне P-300 не обязательно
свидетельствуют о наличии на экране чего-то, о чем оператору следует
беспокоиться. Мозг отфильтровывает множество информации, прежде чем добиться
уровня сознательного восприятия, так что многие такие всплески можно безболезненно
игнорировать, поскольку человек воспринимает далеко не все, что кажется
интересным его зрительной системе. Система CT2WTS представляет собой лишь
автоматический способ пометить каждый кадр, на котором оператору показались
изменения, а потом проверить, есть ли в кадре действительно что-то
заслуживающее внимания.
Преимущество использования человеческой реакции заключается
в том, что система может обнаруживать угрозы с учетом текущей обстановки и
лично оператора, как ответственного должностного лица. Например, система может
не воспринять, как угрозу, улетающих птиц или шевеление веток, а вот человек
может расценить это иначе, поскольку эти факторы могут служить признаками
другой активности – спугнуть птиц или пошевелить кусты мог вражеский лазутчик.
За последние четыре месяца команда агентства DARPA
протестировала систему CT2WS в условиях пустыни, тропиков и так называемой
«открытой местности». Без участия человека-оператора встроенные алгоритмы CT2WS
совершали по 810 ложных срабатываний в час, а общее число «целевых событий»
составляло 2304 в час. Когда к работе подключился живой человек с ЭЭГ-шлемом, уровень
ошибок упал до 5 ложных срабатываний в час, а система определила 91 %
«реальных» сымитированных угроз, представленных в испытаниях. Кстати, при
добавлении в систему серийного портативного радара точность определения угроз
выросла до 100 %.
Коммюнике DARPA (darpa.mil/NewsEvents/Releases/2012/09/18.aspx)
По материалам сайтов Ars Technica, Gizmodo и The Register.
|
