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    《碟中諜5:神秘國度》

    2015-11-25 04:50:53周華明
    中學(xué)科技 2015年11期
    關(guān)鍵詞:阿湯哥碟中諜步態(tài)

    周華明

    About the Film

    在近期上映的《碟中諜5:神秘國度》中,阿湯哥扮演的超級特工亨特為了幫助伙伴潛入關(guān)卡重重的密室,又挑戰(zhàn)了一次人體極限:面對著方圓數(shù)百米的巨型排水口,他一躍而下,潛入水下密室,在高壓水流和機(jī)械懸臂的干擾下,于密密麻麻的身份卡保護(hù)系統(tǒng)中把伙伴的身份卡給換進(jìn)去。想象一下小白鼠被扔進(jìn)開動著的洗衣機(jī)的情景吧,而替換身份卡的難度相當(dāng)于小白鼠在翻滾的水流中把一枚硬幣卡進(jìn)洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)筒縫隙。

    潛入不可能潛入的密室,一直是《碟中諜》系列的經(jīng)典情節(jié)。前四部電影中,阿湯哥采用的是偽裝、欺騙等手段,正面突破安保系統(tǒng),而本片的密室難關(guān)——步態(tài)分析,卻被定義為不可正面突破,只能讓阿湯哥用替換身份資料的方式繞過。那么,步態(tài)分析是什么?

    Real Story

    無法偽裝的綜合數(shù)據(jù)

    步態(tài),就是一個人行走的姿態(tài)。從解剖學(xué)的角度來看,每個人生理結(jié)構(gòu)都有差異,不一樣的腿骨長度、肌肉強(qiáng)度、重心高度、運(yùn)動神經(jīng)靈敏度……這讓每個人的步態(tài)都不一樣。因而,步態(tài)可以被視為一種具有唯一性的行為特征。而步態(tài)分析,就是通過記錄、觀察和分析一個人的身體運(yùn)動,建立模型,并提取穩(wěn)定的參數(shù)特征,勾勒出這種行為特征,再通過計算機(jī)去識別的過程。

    以膝蓋為例,每走一步時,膝蓋距離地面的高度、向前移動的距離、上下的高度位移,都是可提取的數(shù)據(jù)。從腳尖、腳踝、髖關(guān)節(jié)、手肘、手腕、肩部、頭部……所有這些關(guān)鍵點(diǎn)提取類似數(shù)據(jù)后,配合各關(guān)鍵點(diǎn)之間的相對位移、時序,就形成了一整套數(shù)據(jù),進(jìn)而可以勾勒出一個模型。哪怕實(shí)際測量中,模型里的部分?jǐn)?shù)據(jù)含糊或者錯誤,只要整體的相似度超過一定比例,即可認(rèn)為與記錄中的人相符。

    基于步態(tài)分析的安保系統(tǒng)不可突破,原因在于步態(tài)并不是單一的數(shù)據(jù),而是多個數(shù)據(jù)的有機(jī)組合。人的外貌、聲音、指紋、虹膜等驗證方式,都可能通過各種手段欺騙,但步行的姿態(tài)幾乎無法偽造。試想,要如何在短時間內(nèi)找一個身高、腿長、臂長都與目標(biāo)人物相近,步行姿態(tài)還與他一模一樣的人呢?所以阿湯哥最終只能選擇替換掉系統(tǒng)中存儲的身份信息,而非瞞天過海地偽裝去突破步態(tài)分析識別系統(tǒng)。

    False Tale

    并非無懈可擊

    聽起來,步態(tài)分析豈不是萬無一失的安保系統(tǒng)了?遺憾的是,這話還言之過早。

    準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可采集,要想將一種基于人體特征的身份識別技術(shù)商業(yè)化,必須滿足這三個條件。例如指紋識別,正是因為指紋唯一,才能準(zhǔn)確地識別一個人的身份;其次穩(wěn)定,不會因為你今天感冒了、明天長胖了,指紋就發(fā)生變化;最后,采集起來方便易行。正是滿足這三個條件,才讓指紋識別技術(shù)大行其道,甚至成了很多辦公考勤系統(tǒng)的標(biāo)配。

    然而,步態(tài)分析系統(tǒng)無法完全滿足這些要求。因為人不可能一直保持完全一致的步行姿態(tài)。例如你今天穿了運(yùn)動鞋,步幅就會較大,明天穿了拖鞋,步幅就會變??;今天鞋跟平,微微有些駝背,明天穿了高跟鞋,就挺胸收腹了。系統(tǒng)很可能認(rèn)定你的步態(tài)與記錄的不符,而不允許你進(jìn)入。再比如,女性穿長裙后,下肢運(yùn)動被遮蔽,步態(tài)分析就更無從下手了。所以,在電影里,阿湯哥也可以謊稱目標(biāo)人物出了車禍,一瘸一拐地去冒充,對此步態(tài)分析系統(tǒng)就抓瞎了。

    Future Science

    大海撈針,無處可藏

    等一下,那步態(tài)分析的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用豈不是很雞肋?其實(shí)也并非如此。步態(tài)分析最大的應(yīng)用,是遠(yuǎn)距離識別一個人的身份。如果我們擁有一名恐怖分子的步態(tài)分析數(shù)據(jù),又獲得了某個嫌疑人經(jīng)過海關(guān)時的錄像,就可以對嫌疑人的步行姿態(tài)進(jìn)行建模比對,進(jìn)而確認(rèn)他是否是恐怖分子,甚至不需要獲得清晰的圖像,只要有一個模糊的行走錄像就行。沒有人會時時刻刻改變步態(tài),因此可以在其毫無防備時,抓住他的破綻。

    例如,英國最大的應(yīng)用物理研究中心——國家物理研究所,就開發(fā)了一套這樣的演示系統(tǒng)。通過測試對象的步態(tài),就能識別出他的身份,進(jìn)而監(jiān)控他在整棟大樓內(nèi)的一舉一動。假如有犯罪者藏匿了自己的指紋和外貌,也可以通過步態(tài)分析在大范圍的監(jiān)控錄像中找出他。

    綜上所述,步態(tài)分析很難成為一個安保系統(tǒng)的最終防護(hù)體系,而應(yīng)該與其他身份識別系統(tǒng)結(jié)合。將來,或許隨著分析技術(shù)的日新月異,我們能夠?qū)⒉綉B(tài)分析應(yīng)用到身份識別與監(jiān)控的方方面面。屆時,不需要在所有角落都安裝監(jiān)控,只要你被任意一個攝像頭捕捉到,就能通過步態(tài)分析將你從人海中分揀出來。這才是這項技術(shù)最可能、也最可怕的應(yīng)用方式。

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