Wi-Fi môže odhaliť pištoľ pod oblečením. Nepotrebuje pritom kamerový obraz
Vedci zo švédskej obrannej výskumnej agentúry FOI ukázali, že bezdrôtový signál nemusí slúžiť iba na prenos dát. Ich experimentálny systém WiFireNet dokáže pomocou wi-fi signálu rozpoznať zbraň ukrytú pod oblečením. Zariadenie však zatiaľ funguje len v kontrolovaných podmienkach a od prakticky použiteľného detektora zbraní má ďaleko.
Bežná bezpečnostná kamera zachytí človeka, predmety pod oblečením však zostávajú skryté. Rádiové vlny dokážu poskytnúť odlišné informácie. Pri šírení miestnosťou sa odrážajú od ľudí a predmetov, pričom sa mení ich amplitúda a fáza. Zjednodušene ide o zmeny intenzity a časového posunu signálu, z ktorých možno vyvodzovať informácie o prostredí.
WiFireNet tieto zmeny vyhodnocuje pomocou údajov CSI, teda informácií o stave rádiového kanála. Neurónová sieť ich spracúva do dvojrozmernej reprezentácie, v ktorej vyhľadáva charakteristické vzory. Následne sa pokúša lokalizovať človeka a určiť kategóriu predmetu, ktorý prenáša. Nevytvára pritom fotografiu skrytej zbrane ani presný obraz jej polohy na tele.
Pri trénovaní modelu výskumníci využívali aj kamerové údaje a systém počítačového videnia. Pri samotnom vyhodnocovaní však už WiFireNet pracoval iba s informáciami z rádiového signálu.
Experiment využíval frekvenciu 5,68 GHz a šírku pásma 20 MHz. Vedci pracovali s upravenou implementáciou Wi-Fi a špecializovanou výskumnou zostavou. Nejde teda o technológiu, ktorú by bolo možné jednoducho aktivovať aktualizáciou bežného domáceho routera.
Pištoľ, telefón aj fľaša
Testovanie prebiehalo v dvoch priestoroch s rozlohou osem a dvanásť štvorcových metrov. V menšom sa pohybovali najviac dvaja ľudia, vo väčšom štyria. Výskumníci používali znefunkčnenú kovovú pištoľ, plastovú pištoľ, kovovú fľašu a mobilný telefón. Cieľom bolo zistiť, či neurónová sieť dokáže rozlíšiť predmety podľa ich vplyvu na rádiový signál. Práve odlíšenie zbrane od bežného predmetu je pre prípadné bezpečnostné využitie mimoriadne dôležité.
Výsledky ukázali možnosti aj slabiny navrhnutého prístupu. Súhrnné skóre detekcie mAP sa podľa konfigurácie a prísnosti hodnotenia pohybovalo od 35,5 do 50,3 bodu zo 100. Ide o hodnotenie, ktoré zohľadňuje, ako dobre systém rozlišuje jednotlivé predmety a ako presne dokáže určiť polohu človeka, ktorý ich prenáša. Čím vyššie číslo, tým lepší výsledok. Dosiahnuté hodnoty však naznačujú, že systém má od spoľahlivého rozpoznávania ešte ďaleko.
Pri kovovej pištoli boli výsledky priaznivejšie. Najlepší variant dosiahol skóre AP 72,5 bodu zo 100. Keď však výskumníci sprísnili požiadavky na presné označenie polohy človeka, ktorému systém pištoľ priradil, skóre kleslo na 53,8 bodu. Systém si teda dokázal pomerne dobre všimnúť charakteristické signály spojené s pištoľou, pri náročnejšom hodnotení však bol podstatne menej úspešný. Dôležité je, že tieto čísla neznamenajú, že by odhalil 72 alebo 54 pištolí zo 100. Ide o odborné hodnotiace skóre, z ktorého nemožno priamo určiť, koľko skutočne ozbrojených ľudí by systém pri bezpečnostnej kontrole správne odhalil.
Zaujímavosťou je, že konfigurácia pracujúca s väčším množstvom informácií z rádiového signálu automaticky nepriniesla lepšie výsledky. Ukazuje to, že samotné zvýšenie množstva vstupných údajov nemusí viesť k spoľahlivejšej detekcii.
Od praktického nasadenia má ďaleko
Významným obmedzením zostáva metodika experimentu. Trénovacie a testovacie údaje pochádzali zo vzoriek rovnakých meraní. Model preto mohol využívať aj charakteristiky konkrétneho prostredia alebo účastníkov. Výsledky nedokazujú, že by si zachoval rovnakú presnosť v inej budove, pri nových ľuďoch alebo počas nezávislého merania.
Testované priestory navyše neobsahovali množstvo predmetov a prekážok typických pre skutočné verejné prostredie. Výskumníci nepreukázali spoľahlivú prevádzku v dave ani dostatočne nízky počet falošných poplachov, ktorý by umožňoval praktické bezpečnostné kontroly.
Otázky by vyvolávalo aj prípadné využívanie podobných systémov na sledovanie osôb. Hoci nepracujú s klasickým obrazom z kamery, rádiové signály môžu odhaľovať informácie o pohybe a prítomnosti ľudí.
Autori sprístupnili zdrojový kód, model aj približne 22 GB výskumných údajov, aby na ich práci mohli nadviazať ďalšie tímy. Wi-Fi sa tak črtá ako možný doplnok budúcich bezpečnostných systémov. Zatiaľ však ide o experimentálnu technológiu, nie o hotové riešenie pre školy, železničné stanice alebo obchodné centrá.
