Kaip jūsų telefonas atpažįsta veidą greičiau nei jūs pažįstate kaimyną
Prisimenu, kaip prieš kokius dešimt metų telefono atrakinimas buvo tikras ritualas – reikėjo įvesti keturženklį kodą arba braukti pirštu per ekraną pagal tam tikrą šabloną. Dabar tiesiog pažiūri į telefoną ir jis atsirakina. Atrodo kaip magija, bet iš tikrųjų tai sudėtinga technologijų kombinacija, kuri veikia greičiau nei spėjate sumirkčioti.
Veido atpažinimo technologija telefone – tai ne vienas dalykas, o kelių skirtingų sistemų derinys. Čia dirba ir kameros, ir infraraudonieji jutikliai, ir specialūs procesoriai, ir dirbtinio intelekto algoritmai. Viskas vyksta per kelias milisekundes, nors už tų akimirkų slypi tikrai įdomūs procesai.
Nuo paprastos kameros iki trimačio žemėlapio
Pirmosios veido atpažinimo sistemos buvo gana primityvios – tiesiog nufotografuodavo jūsų veidą ir palyginavo su išsaugotu vaizdu. Problema buvo akivaizdi: pakeitėte šukuoseną, užsidėjote akinius ar tiesiog pašvietė kitokia šviesa – telefonas jau nebeatpažįsta. Dar blogiau – tokią sistemą galima buvo apgauti paprasčiausia nuotrauka.
Šiuolaikiniai telefonai naudoja visai kitokį principą. Jie neskaito jūsų veido kaip plokščios nuotraukos, o sukuria trimatį žemėlapį. Apple Face ID sistemoje, pavyzdžiui, naudojamas specialus projektorius, kuris išmeta ant jūsų veido daugiau nei 30 tūkstančių nematomų infraraudonųjų taškų. Tada infraraudonoji kamera nuskaito, kaip tie taškai išsidėstė ant jūsų veido paviršiaus.
Įsivaizduokite, kad ant veido užmestumėte tinklelį – kiekviena tinklelio ląstelė bus skirtingame aukštyje priklausomai nuo to, ar ji ant nosies, skruosto ar smakro. Būtent taip telefonas “mato” jūsų veidą – kaip reljefo žemėlapį su tūkstančiais matavimo taškų.
Kas vyksta po telefono ekranu
Kai pažvelgiate į telefoną, prasideda tikras technologinis maratonas. Pirmiausia specialūs jutikliai nustato, kad kažkas žiūri į ekraną. Tai gali būti paprastas judesio daviklis arba netgi ekrane integruotas jutiklis, kuris reaguoja į artėjantį objektą.
Tuomet įsijungia infraraudonųjų spindulių projektorius ir kamera. Kodėl infraraudonieji? Nes jie veikia bet kokiomis apšvietimo sąlygomis – ar būtumėte ryškiai apšviestoje patalpoje, ar tamsoje. Jūsų akims tai visiškai nematoma, bet telefono kamera viską mato puikiai.
Surinkti duomenys keliauja į specialų procesorių, kurį Apple vadina “Secure Enclave”, o kiti gamintojai turi panašius sprendimus. Šis procesorius yra atskirtas nuo pagrindinės telefono sistemos – tai tarsi seifas seife. Net jei kažkas sugebėtų įsilaužti į jūsų telefoną, šio procesoriaus duomenų jis nepasiektu.
Dirbtinis intelektas, kuris mokosi jūsų veido
Čia prasideda įdomiausia dalis. Telefonas nenaudoja paprastos nuotraukų palyginimo sistemos. Jis naudoja neuroninių tinklų technologiją – tai dirbtinio intelekto atmaina, kuri mokosi atpažinti šablonus.
Kai pirmą kartą nuskenuojate savo veidą, sistema sukuria matematinį modelį – tarsi skaitmeninį “pirštų atspaudą” jūsų veido. Bet ne tokį, kokį įsivaizduojate. Tai ne nuotrauka ar 3D modelis, kurį galėtumėte atpažinti. Tai skaičių rinkinys, kuris aprašo jūsų veido unikalias charakteristikas – atstumą tarp akių, nosies formą, smakro kontūrus ir dar dešimtis kitų parametrų.
Kas dar įdomiau – sistema nuolat mokosi. Užsiauginote barzdą? Pirmas kelias dienas gali tekti įvesti kodą, bet telefonas pamažu prisitaiko. Nusipirkote naujus akinius? Sistema tai užfiksuoja ir atnaujina savo duomenų bazę. Tai nėra statiškas vaizdas – tai gyvas, nuolat besimokantis modelis.
Saugumo klausimas: ar kas nors gali apgauti sistemą
Natūralu klausti – o kaip su saugumu? Ar kas nors gali atrakinti mano telefoną mano nuotrauka arba net 3D veido modeliu?
Gamintojai teigia, kad tikimybė, jog atsitiktinis žmogus galėtų atrakinti jūsų telefoną veido atpažinimu, yra maždaug 1 iš milijono. Palyginimui, pirštų atspaudų atveju ši tikimybė yra 1 iš 50 tūkstančių. Skirtumas gana įspūdingas.
Paprastos nuotraukos tikrai neveiks – sistema mato gylį ir gali atskirti plokščią nuotrauką nuo tikro veido. Net aukštos kokybės spausdinti 3D modeliai paprastai neapgauna sistemos, nes jiems trūksta tikro odos tekstūros ir šviesos atspindžio savybių.
Tačiau viskas nėra idealu. Buvo atvejų, kai identiškai atrodantys dvyniai galėjo atrakinti vienas kito telefonus. Taip pat labai panašūs giminaičiai kartais gali sukelti problemų. Kai kurie tyrimai parodė, kad labai kruopščiai pagaminti profesionalūs veido modeliai teoriškai gali apgauti sistemą, bet tai kainuotų tūkstančius eurų ir pareikalautų specialios įrangos.
Skirtingų gamintojų požiūriai į veido atpažinimą
Ne visi telefonai naudoja tą pačią technologiją. Apple Face ID, kaip minėjau, naudoja infraraudonųjų taškų projekciją. Tai brangu, bet labai efektyvu.
Android telefonuose situacija įvairesnė. Kai kurie aukščiausios klasės modeliai naudoja panašias į Apple sistemas su papildoma aparatine įranga. Kiti pasitenkina pažangesniu kamerų naudojimu – kelios kameros vienu metu nufotografuoja veidą iš skirtingų kampų ir sukuria trimatį modelį programiškai, be specialių projektorių.
Pigesnių telefonų veido atpažinimas dažnai remiasi tik paprasta kamera ir programine įranga. Tai greita ir patogi, bet ne tokia saugi – tokius telefonus kartais galima atrakinti net kokybiškai nuotrauka. Todėl pigesnių modelių gamintojai patys rekomenduoja veido atpažinimą naudoti tik patogumui, o jautriems dalykams – pirštų atspaudus ar PIN kodą.
Privatumo klausimas: kur keliauja jūsų veido duomenys
Vienas dažniausių klausimų – ar mano veido duomenys siunčiami į gamintojo serverius? Ar kažkas gali juos pavogti?
Geros naujienos – rimti gamintojai visus veido duomenis saugo vietoje, telefone, specialiame apsaugotame procesoriuje. Jūsų veido žemėlapis niekada nepalieka įrenginio. Net programėlės, kurias naudojate, negali pasiekti šių duomenų – jos tik gauna atsakymą “taip” arba “ne”, ar veidas atpažintas.
Kai kurios programėlės, žinoma, gali prašyti leidimo naudoti kamerą veido atpažinimui savo reikmėms – pavyzdžiui, filtrų programėlės ar socialiniai tinklai. Tai jau visai kita istorija, ir čia jūs patys sprendžiate, ar norite dalintis šia informacija.
Svarbu suprasti skirtumą: telefono veido atpažinimo sistema atrakinimui ir trečiųjų šalių programėlių veido atpažinimas – tai du skirtingi dalykai. Pirmasis yra saugus ir vietinis, antrasis priklauso nuo programėlės kūrėjų politikos.
Ateities technologijos ir kas laukia toliau
Veido atpažinimo technologija nuolat tobulėja. Naujausi tyrimai rodo, kad ateityje telefonai galės atpažinti ne tik veidą, bet ir jūsų emocijas, sveikatą, net kai kurias ligas pagal veido spalvą ir išraišką.
Kai kurie gamintojai jau eksperimentuoja su poekraninėmis kameromis – tai reiškia, kad priekinė kamera bus visiškai nematoma, paslėpta po ekranu. Tai leis turėti telefonus be jokių išpjovų ar skylučių ekrane, bet vis tiek su veido atpažinimu.
Kita kryptis – daugiafaktoris biometrinis atpažinimas. Telefonas vienu metu skaitys ir jūsų veidą, ir pirštų atspaudus, ir net balsą. Tai dar labiau padidins saugumą, ypač jautriems dalykams kaip bankinės operacijos.
Taip pat tobulėja dirbtinio intelekto algoritmai. Naujos kartos sistemos gali atpažinti veidą net su kauke (kas tapo ypač aktualu pandemijos metu), su užtemdytais akiniais ar net esant labai blogam apšvietimui.
Praktiniai patarimai kasdieniam naudojimui
Jei naudojate veido atpažinimą, verta žinoti kelis dalykus, kad sistema veiktų kuo geriau ir saugiau.
Pirma, kai registruojate veidą, stenkitės tai daryti normaliomis sąlygomis – ne per tamsoje ir ne per ryškioje šviesoje. Kai kurie telefonai leidžia užregistruoti veidą keliose pozicijose – su akiniais ir be jų, pavyzdžiui. Pasinaudokite šia galimybe.
Antra, jei pastebite, kad telefonas pradeda prasčiau atpažinti jūsų veidą, gali būti verta iš naujo užregistruoti. Ypač jei stipriai pasikeitėte – nusiskutote barzdą, pasikeitė šukuosena ar svorio kategorija.
Trečia, jei labai rūpi saugumas, nustatymuose įjunkite papildomą reikalavimą, kad akys būtų atviros. Tai apsaugo nuo situacijos, kai kas nors galėtų atrakinti jūsų telefoną, kol miegate.
Ketvirta, nepamirškite, kad veido atpažinimas – tai patogumas, bet ne vienintelis saugumo sluoksnis. Visada turėkite nustatytą ir atsarginį PIN kodą ar slaptažodį. Kai kuriose situacijose (pavyzdžiui, kai telefonas ilgai nenaudotas ar tik įjungtas) sistema vis tiek pareikalaus kodo.
Galiausiai, jei telefoną atiduodate remontui ar parduodate, nepamirškite ištrinti visų biometrinių duomenų. Nors jie ir saugiai užšifruoti, geriau nesikurti nereikalingų rizikų.
Kai technologija tampa kasdieniu patogumu
Veido atpažinimas telefone puikiai iliustruoja, kaip sudėtingos technologijos tampa tokios įprastos, kad net nebegalvojame apie jas. Dar prieš dešimtmetį tai atrodė kaip mokslinės fantastikos filmo elementas, dabar – kaip savaime suprantamas dalykas.
Už šio patogumo slypi tikrai įspūdinga inžinerija: specialūs jutikliai, sudėtingi algoritmai, dirbtinis intelektas, aparatinis šifravimas. Viskas dirba kartu, kad per kelias milisekundes atpažintų jūsų veidą iš tūkstančių galimų variantų.
Ar tai saugu? Daugumoje atvejų – taip, daug saugiau nei paprasti slaptažodžiai ar PIN kodai, kuriuos žmonės linkę rinktis per paprastus. Ar tai tobula? Ne, kaip ir bet kuri technologija. Bet kryptis aiški – veido atpažinimas tik tobulės, taps dar greitesnis, tikslesnis ir saugesnis. O mes tiesiog toliau žiūrėsime į savo telefonus ir jie atsidarys, nesusimąstydami apie visą tą sudėtingą technologijų simfoniją, kuri vyksta už ekrano.