داستان محرمانه توسعه تکنولوژی تشخیص چهره

داستان محرمانه توسعه تکنولوژی تشخیص چهره

شایان ضیایی چهارشنبه، ۰۸ بهمن ۱۳۹۹

«وودی بلدسو» در گاراژی باز روی ویلچر نشسته بود، انتظار می‌کشید. برای هرکسی که او را حتی چند ماه پیش دیده بود -هرکسی که به خوش و بش با او در روزهای یکشنبه در کلیسای محلی عادت داشت یا او را هنگام دویدن در خیابان‌های شهر می‌دید- پیرمرد ۷۴ ساله دیگر دیگر قابل شناسایی نبود. گونه‌های گردش که در تمام عمر روی صورتش دیده می‌شدند، حالا آب رفته بودند. بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک امکان راه رفتن و صحبت کردن را از او گرفته بود و او حالا به زحمت می‌توانست پیام‌هایی کوتاه روی یک وایت‌برد پرتابل بنویسد. اما ذهن وودی همچنان روشن بود. وقتی پسرش، لنس، در آن صبح زود طی سال ۱۹۹۵ به خانه پدری در آستین تگزاس آمد، وودی فورا شروع به نوشتن دستورالعمل‌ها با ماژیک کرد.

او به لنس گفت که یک سطل زباله از حیات پشتی بیاورد - یکی از آن سطل‌های فلزی. لنس یک سطل برداشت و کنار پدرش نشست. سپس وودی او را به خانه فرستاد تا چند کبریت و سوخت فندک بیاورد. وقتی لنس برگشته بود، وودی به دو کابینت فایل بزرگ در گاراژ اشاره کرد.

تا جایی که لنس به یاد می‌آورد، این کابینت‌ها همیشه آن‌جا بودند. او که اکنون در اواخر دهه چهارم زندگی‌اش به سر می‌برد، مطمئن نبود از زمان کودکی‌اش کسی درب این کابینت‌ها را باز کرده باشد. و لنس ضمنا می‌دانست که با کابینت‌های فایل عادی طرف نیست. این کابینت‌ها از همان نوع کابینت‌هایی بودند که او هنگام کار روی تجهیزات ردیاب‌آوایی زیردریایی‌های اتمی ایالات متحده مشاهده کرده بود - ضد آتش و بسیار سنگین‌وزن، همراه با قفلی رمزدار روی درب هر کشو. پدرش به آرامی شروع به نوشتن چند عدد روی وایت‌برد کرد و در کمال حیرت لنس، رمز قفل‌ها درست بود. او ۲۵ سال بعد تعریف می‌کند: «وقتی نخستین دراور را باز کردم، احساسی شبیه به ایندیانا جونز داشتم».

آیا لنس در آن لحظه شواهدی از نخستین تلاش واشنگتن برای شناسایی گسترده مردم در ابعاد کلان و به صورت اتوماتیک را به آتش کشیده بود؟

پرونده‌هایی قطور و کهنه درون دراور قرار گرفته بودند. لنس شروع به بیرون آوردن آن‌ها و قرار دادن‌شان در دستان پدرش کرد. وودی به انبوه کاغذهایی که قطری معادل ۲ اینچ داشتند نگاه کرد و از پسرش خواست که شروع به سوزاندن آن‌ها در سطلی مخصوص کند. لنس متوجه شد که روی برخی کاغذها لیبل «محرمانه» یا «فقط برای مشاهده با چشم» چسبانده شده است. شعله‌ها آنقدر سوختند تا هر دو کابینت کاملا خالی شدند. وودی اصرار به نشستن در گاراژ کرد تا بالاخره چیزی جز خاکستر باقی نمانده باشد.

لنس فقط می‌توانست حدس بزند که به از بین بردن چه مستنداتی کمک کرده است. برای تقریبا سه دهه، پدر او پروفسور دانشگاه تگزاس در شهر آستین بود و در حوزه‌هایی پیشرفته مانند منطق اتوماتیک و هوش مصنوعی کار می‌کرد. لنس همواره او را محققی خوش‌بین با چشم‌هایی کاملا باز به حساب آورده بود، یکی از آن مردان آینده‌نگر دهه ۱۹۵۰ میلادی که رویای ساخت کامپیوتری با توانایی‌های بشری را در ذهن داشت - ماشینی که بتواند معادلات ریاضیاتی بسیار دشوار را حل کند، به برقراری مکالمه بپردازد و یک دست پینگ پونگ ماهرانه بازی کند.

اما در ابتدای مسیر شغلی‌اش، وودی درگیر پیاده‌سازی یک قابلیت انسانی خاص، نسبتا ناشناخته و به شکلی خطرناک قدرتمند درون کامپیوترها شده بود: قابلیت تشخیص چهره‌ها. لنس می‌دانست که پدرش در این حوزه فعالیت کرده‌ است -در واقع او اولین تحقیقات روی تکنولوژی تشخیص چهره را پیش برد- و توجه مرموزترین آژانس‌های دولت آمریکا نیز به پروژه او جلب شده بود. اصلی‌ترین سرمایه‌گذاران پروژه‌های وودی، ظاهرا کمپانی‌هایی بودند که همکاری گسترده با سیا داشتند. آیا لنس در آن لحظه شواهدی از نخستین تلاش واشنگتن برای شناسایی گسترده مردم در ابعاد کلان و به صورت اتوماتیک را به آتش کشیده بود؟

امروز تکنولوژی تشخیص چهره به یکی از ویژگی‌های امنیتی دلخواه مردم در موبایل‌ها، لپ‌تاپ‌ها، پاسپورت‌ها و اپلیکیشن‌های پرداختی تبدیل شده است. این تکنولوژی قرار است تجارت تبلیغات هدفمند را دگرگون کند و  تشخیص برخی بیماری‌های خاص را سرعت ببخشد. این تکنولوژی باعث می‌شود تگ کردن دوستان در اینستاگرام مثل آب خوردن باشد. اما در عین حال، تشخیص چهره ابزاری برای سرکوب دولتی و نظارت همگی و سازمانی نیز هست. در چین، دولت از تشخیص چهره برای شناسایی و پایش اعضای گروه‌های اقلیت استفاده کرده. در آمریکا، بنابر آنچه نشریه واشنگتن پست گزارش می‌کند، مقامات حوزه مهاجرت و پلیس فدرال از این تکنولوژی برای شناسایی مظنونان در میان میلیون‌ها چهره ثبت شده در دیتابیس گواهی‌نامه‌های رانندگی استفاده کرده‌اند، گاهی بدون اینکه جواز دادگاه را دریافت کرده باشد.

سال گذشته، فایننشال تایمز در گزارشی آورد که محققین مایکروسافت و دانشگاه استنفورد، دیتابیسی غول‌آسا از تصاویر چهره ساخته‌اند، آن هم بدون آگاهی یا جلب رضایت سوژه‌های موجود در دیتابیس. دیتابیس‌های این کمپانی و دانشگاه اکنون پایین کشیده شده‌اند، اما نه پیش از اینکه محققان در استارتاپ‌های تکنولوژی و یکی از آکادمی‌های نظامی چین شانسی برای استخراج داده‌های موجود در آن‌ها داشته باشند.

تحقیقات وودی روی تشخیص چهره در دهه ۱۹۶۰ میلادی، فونداسیونی بود برای تمام این دستاوردها و موارد استفاده‌ نه‌چندان اخلاقی‌شان. و با این همه، بسیاری از تلاش‌های او و تحقیقاتش تقریبا به صورت کامل ناشناخته باقی مانده‌اند. بسیاری از کارهای او هیچوقت عمومی نشد.

تحقیقات وودی روی تشخیص چهره در دهه ۱۹۶۰ میلادی، فونداسیونی بود برای دستاوردهای کنونی و موارد استفاده‌ نه‌چندان اخلاقی‌شان

خوشبختانه، انگیزه‌های وودی در آن روز از سال ۱۹۹۵ هرچه بوده باشد، اکثر تحقیقات صورت گرفته و نتایج به دست آمده از سوی او، از آن آتشِ سوزان در گاراژ خانه‌اش جان سالم به در برده‌اند. هزاران صفحه از مقالات او -که ۳۹ جعبه بزرگ را پر می‌کنند- همین حالا در مرکز تاریخ آمریکا در دانشگاه تگزاس یافت می‌شوند. این جعبه‌ها حاوی چند دوجین تصویر از چهره‌های افراد مختلف هستند و صورت برخی از آن‌ها با معادلات ریاضیاتی عجیب علامت‌گذاری شده است - انگار که سوژه‌های انسانی وودی مبتلا به نوعی بیماری پوستی جغرافیایی شده باشند. در این پرتره‌ها، می‌توانید داستان نخستین روزهای تکنولوژی‌ای را بیایید که به مرور زمان صرفا ترسناک‌تر، قدرتمندتر و فراگیرتر شده است.

وودرو ویلسون بلدسو -که هرکسی که او را می‌شناخت، همیشه وودی صدایش می‌زد- نمی‌توانست زمانی را به یاد بیاورد که مجبور به کار کردن نبوده باشد. او در سال ۱۹۲۱ میلادی در شهر میزوایل اوکلاهاما به دنیا آمد و بخش اعظمی از کودکی‌اش را صرف کمک به پدر مستاجرش کرد تا چرخ خانواده بچرخد. در مجموع، خانواده او ۱۲ کودک داشت. وودی که دهمین کودک خانواده بود روزهایی طولانی را صرف وجین کردن ذرت‌ها، جمع‌آوری چوب، جمع‌آوری پنبه و غذا دادن به مرغ‌ها می‌کرد. مادرش که قبلا آموزگار مدرسه بود، خیلی زود متوجه هوش سرشار او شد. در یک مقاله در سال ۱۹۷۶ که هیچوقت منتشر نشد، وودی می‌گوید که مادرش شخصیتی تشویق‌کننده داشت.

وقتی وودی ۱۲ سال داشت، پدرش جان باخت و خانواده درست در میانه رکود بزرگ‌، بیش از پیش در فقر غرق شد. وودی شروع به کار در یک مرغ‌داری کرد و به صورت همزمان، دبیرستان را نیز به پایان رساند. او سپس به شهر نورمن رفت و در کلاس‌های دانشگاه اوکلاهاما شرکت کرد، هرچند که سه ماه بعد از دانشگاه استعفا داد و در شرف جنگ جهانی دوم، به ارتش آمریکا پیوست.

با نشان دادن استعدادش در ریاضی، وودی در دفتر مستمری‌بگیران در فورت لئونارد وورد در میسوری گماشته شد، جایی که ضمنا میزبان انبوهی از سربازهای آمریکایی برای آموزش دیدن هم بود. (او در خاطرات خود می‌نویسد که «گروه من مسئول رسیدگی به تمام مردان سیاهپوست بود که برای من تجربه‌ای تازه به حساب می‌آمد»). سپس در روز ۷ ژوئن ۱۹۴۴، روز بعد از حمله به ساحل نرماندی، وودی بالاخره به اروپا فرستاده شد و در آنجا به خاطر ابداع یک راه تازه برای به‌کارگیری کشتی‌های بزرگی که برای لنگر انداختن در سواحل راین طراحی شده بودند، مدال برنز دریافت کرد.

با ورود به اروپا درست در زمانی که نیروهای متحدین به سرعت در حال حرکت به سمت پیروزی بودند، وودی تجربه‌ای نامتعارف و مثبت از جنگ به دست آورد. او می‌نویسد: «دوران هیجان‌انگیزی بود. هر روز معادل یک ماه زندگی عادی است. می‌توانستم ببینم که چرا مردان در جنگ عاشق می‌شوند. تا زمانی که در حال پیروزی باشید و تلفات زیادی ندهید، همه‌چیز خوب است». او تابستان بعدی را در پاریس فتح شده به دست متحدین سپری کرد و ذهن و جهان‌بینی‌اش در اتمسفری که گاهی آکنده از میهن‌پرستی سرخوشانه بود گسترش یافت. «جالب‌ترین خبری که در زندگی‌ام شنیدم این بود که ما یک بمب اتمی منفجر کردیم. ما خوشحال بودیم که چنین سلاحی به دست آمریکایی‌ها افتاده و نه دشمنان‌مان».

وودی نمی‌توانست برای بازگشت به محیط آموزشی، پس از پایان جنگ صبر کند. او کارشناسی ارشد خود در علوم ریاضی دانشگاه یوتا را ظرف دو سال و نیم به دست آورد و برای دریافت مدرک دکترا به برکلی رفت. بعد از فارغ‌التحصیلی، او یک شغل در Sandia Corporation در نیو مکزیکو به دست آورد و در کنار مفاخری مانند استنیسلا اولام، یکی از سازندگان بمب هیدروژنی، روی سلاح‌های اتمی پژوهش کرد. در سال ۱۹۵۶، وودی به جزایر مارشال رفت تا بر تست‌های تسلیحاتی نظارت کند، جایی که آلودگی رادیواکتیو آن تا همین امروز حتی از چرنوبیل و فوکوشیما هم بدتر است. او می‌نویسد: «برایم رضایت‌بخش بود که می‌توانستم به کشور عزیزم کمک کنم که قدرتمندترین کشور جهان باقی بماند».

«برایم رضایت‌بخش بود که می‌توانستم به کشور عزیزم کمک کنم که قدرتمندترین کشور جهان باقی بماند»

Sandia سازمانی بود که به وودی پیشنهاد داد پا به جهان پردازش کامپیوتری بگذارد: دنیایی که ذهن او را برای باقی عمرش درگیر کرد. در ابتدا، کدنویسی‌های او کاملا به محاسبات دشوار تحقیقات تسلیحات اتمی مرتبط بودند. اما همینطور که شیفتگی‌اش به پردازش کامپیوتری افزایش یافت، وودی به تشخیص اتوماتیک الگوها و خصوصا خوانش ماشینی -پروسه آموختن به کامپیوتر که قادر به شناسایی تصاویر علامت‌گذاری نشده از کاراکترهای نوشته شده باشد- علاقه‌مند شد. او با دوست و همکارش، آیبن براونینگ، یک مبتکر همه‌فن‌حریف، مهندس هوافضا و بیوفیزیک‌دان، شروع به همکاری کرد و این دو چیزی را ساختند که امروز تحت عنوان متد n-tuple شناخته می‌شود و کمک شایانی به علوم حوزه تشخیص الگو کرد.

در همان زمانی که متد n-tuple در حال توسعه بود، وودی برای نخستین بار به رویاپردازی راجع به ساخت ماشینی کرد که خودش نام «شخص کامپیوتری» را برای آن برگزیده بود. سال‌ها بعد او در خاطراتش می‌گوید که هنگام لیست کردن مهارت‌های این خودآگاهی مصنوعی، «هیجانی دیوانه‌وار» را تجربه کرده بود.

در سال ۱۹۶۰ میلادی، وودی بار دیگر با براونینگ و یک همکار سوم از Sandia شراکت کرد و این سه، کمپانی خودشان را تاسیس نمودند. Panoramic Research Incorporated در ابتدا دفتری بسیار کوچک در پالو آلتوی کالیفرنیا داشت، در جایی که هنوز تبدیل به سیلیکون ولی نشده بود. در آن دوران،‌ اکثر کامپیوترهای جهان -ماشین‌هایی بزرگ که داده‌ها را روی کارت‌های پانچ یا نوارهای مغناطیسی ذخیره می‌کردند- درون دفاتر سازمان و آزمایشگاه‌های دولتی یافت می‌شوند. Panoramic نمی‌توانست از پس هزینه‌های خرید یک کامپیوتر برای خود برآید و بنابراین شروع به اجاره تایم پردازش از همسایه‌هایش کرد، عمدتا هم بعد از ظهرها که اجاره تایم پردازش ارزان‌تر بود.

آنطور که وودی بعدا در متنی خطاب به شرکایش نوشت، تجارت Panoramic «آزمون و خطا با ایده‌هایی است که می‌توان امیدوار بود جهان را به پیش برانند». به گفته نلز وینکلس، نویسنده و مشاوری که در چند پروژه با Panoramic همکاری و بعدا نشریه Personal Computing را تاسیس کرد: «کار آن‌ها به معنای واقعی کلمه انجام هرچیزی بود که بقیه آن‌ها را احمقانه می‌پنداشتند».

این کمپانی موفق به جذب انبوهی از محققان عجیب و غریب شد که بسیاری از آن‌ها درست مثل وودی بدون هیچ‌چیز در دوران رکود بزرگ رشد یافته بودند و حالا می‌خواستند همه‌چیز را کشف کنند. این دانشمندان تمایلات متعددی داشتند. براونینگ که از یک خانواده کشاورز فقیر آمده بود و دو سال از زندگی جوانی‌اش را صرف خوردن هیچ‌چیز به جز کلم نکرده بود، به شکلی پیوسته در حال تفکر بود. یک‌بار او همراه با یکی دیگر از محققین پانورامیک به نام لری بلینگر شروع به ساخت مدل مفهومی از کامیونی به نام Dog-Mobile کرد که توسط حیوانات سگ‌سان هدایت می‌شد. آن‌ها ضمنا چیزی به نام Hear-a-Lite ساختند، نوعی دیوایس شبیه به خودکار برای افراد نابینا که سطح نور محیط را تبدیل به صدا می‌کرد.

بلینگر که در نوجوانی به آکروبات‌بازی و قدم زدن روی باله‌های هواپیماهای در حال حرکت مشغول بود (و برای اینکه مادر نگرانش را بی‌خبر نگه دارد، کبودی‌های چتربازی‌های ناشیانه‌اش را جای زخم‌های ناشی از دوچرخه‌سواری جا می‌زد) هم به طراحی Bell X-1، هواپیمای معروفی که توانست دیوار صوتی را بشکند، کمک کرده بود. او سپس Mowbot را ساخت که یک ماشین چمن‌زنی «برای بریدن چمن‌ها در الگوهایی کاملا اتفاقی و بدون نیاز به مشارکت انسانی» بود (جانی کارسون بعدا این دیوایس را در برنامه The Tonight Show به نمایش درآورد).

پانورایک موفق به جذب انبوهی از محققان عجیب و غریب شد که بسیاری از آن‌ها درست مثل وودی بدون هیچ‌چیز در دوران رکود بزرگ رشد یافته بودند

بعد هم نوبت به هلن چان وولف می‌رسید، یک پیشرو به تمام معنا در برنامه‌نویسی ربات که کارش را دو سال بعد از خروج از کالج در پانورامیک آغاز کرد. او به کمک پروژه Shakey the Robot رفت که انستیتوی مهندسین الکترونیک و الکتریک آن را «نخستین ربات جهان که شامل هوش مصنوعی بود» توصیف می‌کند. یکی از همکاران پیشین‌اش، وولف را «بانو ایدا لاولیس دنیای رباتیک» معرفی می‌کند. در اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی، زمانی که تلاش‌های وولف در زمینه کدنویسی شامل کارت‌های پانچی با ارتفاع بیش از ۴۵ سانتی‌متر می شد، او از گستره ایده‌هایی که همکارانش در پانورامیک به واقعیت تبدیل می‌کردند جا خورده بود. او می‌گوید یک‌بار وودی تصمیم گرفت که «می‌خواهد پرده از اسرار دی‌ان‌ای بردارد و متوجه شد که چنین کاری با کامپیوترهایی که آن زمان در اختیار داشتیم حدودا ۳۰ الی ۳۷ سال طول می‌کشد. بنابراین گفت "بسیار خب، فکر نکنم بخوام این کارو بکنم!"»

احتمالا جای تعجب نداشته باشد که پانورامیک به زحمت قادر به جذب سرمایه تجاری بود. وودی تمام تلاشش را کرد تا تکنولوژی تشخیص کاراکتر خود را به مشتریان تجاری معرفی کند، مشتریانی نظیر جامعه Equitable Life Assurance یا مجله McCall، اما هیچوقت موفق به عقد قرارداد نشد. تا سال ۱۹۶۳ میلادی، وودی اصلا مطمئن نبود که کمپانی‌اش قادر به کسب موفقیت باشد.

اما در تمام دوران حیاتش، پانورامیک حداقل یک حامی قابل اتکا داشت که آن را سرپا نگه می‌داشت: آژانس اطلاعات مرکزی. اگر در مستندات وودی هیچوقت اشاره‌ای مستقیم به همکاری با سیا شده باشد، احتمالا سر از آن سطل خاکستر در گاراژ خانه‌اش در آورده است. اما شواهدی که به‌صورت بریده بریده در آرشیو وودی یافت می‌شوند نشان می‌دهند که پانورامیک برای چندین سال مشغول همکاری با شرکت‌های ظاهری سیا بوده است. وینکلس که رفتاری بسیار دوستانه با تمام اعضای پانورامیک داشت -و در تمام عمرش با براونینگ دوست بود- می‌گوید که کمپانی حداقل تا حدی با در نظرگیری سرمایه‌ای که می‌شد از سیا دریافت کرد تاسیس شد. او به یاد می‌آورد که «هیچکس این موضوع را به صورت واضح به من نگفت، اما شرایط از این قرار بود».

تشخیص چهره

بنابر اطلاعات جمع‌آوری شده از سوی Black Vault، وب‌سایتی که در جمع‌آوری داده‌های درخواستی براساس قانون گردش آزاد اطلاعات تخصص دارد، پانورامیک یکی از ۸۰ سازمانی بود که روی پروژه MK-Ultra، برنامه «کنترل ذهن» معروف سیا که منجر به شکنجه روانی بسیاری از سوژه‌های انسانی‌اش شد، کار می کرد. از طریق یک شرکت ظاهری به نام Medical Sciences Research Foundation، پانورامیک به کار روی پروژه‌های ۹۳ و ۹۴ سیا موظف شده بود و به پژوهش روی سموم باکتریایی و قارچی و «کنترل از راه دور فعالیت‌های گونه‌های منتخب جانوری» می‌پرداخت.

تحقیقات انجام شده از سوی دیوید اچ. پراس، انسان‌شناس دانشگاه سنت مارتین، نشان می‌دهند که وودی و همکارانش از «جامعه مطالعات بوم‌شناسی انسان» پول دریافت می‌کرده‌اند، یکی از شرکت‌های ظاهری سیا که بودجه لازم را در اختیار محققانی می‌گذاشت که می‌توانستند تکنیک‌های بازجویی آژانس اطلاعات مرکزی را بهبود ببخشند. (در این بین سیا هرگونه ارتباط با وودی یا پانورامیک را نه تایید و نه تکذیب می‌کند).

اما یک کمپانی ظاهری دیگر به نام King-Hurley Research Group بود که بودجه برجسته‌ترین پژوهش وودی در پانورامیک را تامین کرد. بنابر مجموعه‌ای از پرونده‌های قضایی که در دهه ۱۹۷۰ میلادی تشکیل شده‌اند، King-Hurley یک شرکت کاغذی بود که سیا از آن برای خرید هواپیما و بالگرد برای نیروی هوایی مخفی خود به نام Air America استفاده می‌کرد. برای مدتی کوتاه،‌ King-Hurley به تامین سرمایه آزمایش‌های روان‌داروشناسی در استنفورد نیز کمک کرد. اما اوایل سال ۱۹۶۳ میلادی، این شرکت شاهد یک ارائه تازه از سوی وودی بلدسو بود: او «پژوهش روی امکان‌سنجی ساخت یک ماشین تشخیص چهره ساده» را پیشنهاد داده بود. با استفاده از فونداسیونی که خودش و براونینگ با متد n-tuple بنا کرده بودند، او قصد داشت تشخیص ۱۰ چهره را به یک کامپیوتر بیاموزد. او می‌خواست دیتابیسی شامل ۱۰ تصویر از چهره افراد مختلف را به یک کامپیوتر بدهد و ببیند آیا دستگاه قادر به تشخیص تصاویری تازه از هرکدام آن‌ها هست یا خیر. وودی در مستندات خود نوشت: «خیلی زود می‌توانیم امیدوار به افزایش این رقم به هزاران باشیم». در عرض یک ماه، King-Hurley به وودی چراغ سبز نشان داد.

تشخیص ده چهره در دنیای امروز هدفی بسیار کوچک و پیش پا افتاده به نظر می‌رسد، اما در سال ۱۹۶۳ در واقع یک جاه‌طلبی نفسگیر به حساب می‌آمد

ده چهره در دنیای امروز هدفی بسیار کوچک و پیش پا افتاده به نظر می‌رسد، اما در سال ۱۹۶۳ در واقع یک جاه‌طلبی نفس گیر به حساب می‌آمد. جهش از تشخیص کاراکترهای نوشته شده به تشخیص چهره، قرار بود جهشی بسیار بزرگ باشد. نکته مهم اینست که هیچ متد استانداردی برای دیجیتالی کردن تصاویر وجود نداشت و هیچ دیتابیسی هم از تصاویر دیجیتالی ساخته نشده بود. محققان امروز می‌توانند الگوریتم‌های خود را با میلیون‌ها سلفی که به رایگان در دسترس هستند آموزش دهند، اما پانورامیک باید دیتابیس را از ابتدا، تصویر به تصویر می‌ساخت.

و یک مشکل بزرگ‌تر هم بود: چهره‌های سه‌بعدی انسان‌های زنده، برخلاف حروف دوبعدی حک شده روی یک کاغذ، شکلی کاملا ایستا ندارد. تصویر چهره یک شخص واحد می‌تواند براساس زاویه سر و شدت نور تغییر کند: انسان‌ها پیر می‌شوند و مدل‌ موها تغییر می‌کنند، کسی که در یک تصویر فارغ از هیاهوی جهان به نظر می‌رسد در تصویری دیگر ممکن است ظاهری نگران داشته باشد. مثل یافتن سوزن در یک انبار کاه بزرگ، تیم پانورامیک باید می‌توانست هرطور که شده این متغیرها را اصلاح می‌کرد و تصاویری که مورد قیاس قرار می‌گرفتند را نرمالیزه می‌نمود. و نمی‌توان گفت که کامپیوترهایی که در اختیار آن‌ها بود اصلا می‌توانستند چنین چیزی را امکان‌پذیر کنند. یکی از ماشین‌های اصلی آن‌ها یک CDC 1604 با ۱۹۲ کیلوبایت حافظه رم بود - حدودا ۲۱ هزار برابر کمتر از حافظه موجود در یک اسمارت‌فون معمولی مدرن.

وودی که از همان ابتدا کاملا با چالش‌های پیش روی خود آشنا بود، رویکرد تفرقه بینداز و حکومت کن را در پیش گرفت. تمام پروژه تبدیل به پروژه‌های کوچک‌تر شد و هرکدام در اختیار تیمی متفاوت از محققین پانورامیک قرار گرفت. یک محقق جوان باید روی مشکل دیجیتالی کردن تصاویر کار می‌کرد: او تصاویری سیاه و سفید از سوژه‌های انسانی پروژه روی فیلم های ۱۶ میلی‌متری به ثبت رساند. سپس او از یک دیوایس اسکن که توسط براونینگ توسعه یافته بود برای تبدیل کردن هر تصویر به ده‌ها هزار نقطه داده استفاده کرد و هر نقطه داده، نمایانگر مقدار شدت نور در نقطه‌ای خاص از تصویر بود - ۰ به معنای سیاهی مطلق بود و ۳ به معنای روشنایی مطلق. اما تعداد نقاط داده به مراتب بیشتر از آن بود که کامپیوتر بتواند به صورت همزمان به تمام آن‌ها رسیدگی کند، بنابراین محقق جوان برنامه‌ای به نام NUBLOB نوشت که تصاویر را به بریده‌هایی کوچک‌تر با ابعاد رندوم تقسیم می‌کرد و یک امتیاز مشابه n-tuple به آن‌ها می‌داد.

تشخیص چهره

از سوی دیگر، وودی، هلن چان وولف و یک دانشجو شروع به پژوهش روی این کردند که چطور می‌توان مشکل چرخش سر را برطرف کرد. آن‌ها ابتدا مجموعه‌ای از صلیب‌های شماره‌دار روی پوست سمت چپ چهره سوژه کشیدند، از بالای پیشانی تا پایین چانه. سپس دو پرتره از چهره سوژه ثبت شد، یکی درحالی که سوژه مقابل را نگاه می‌کرد و دیگری در حالی که سر خود را ۴۵ درجه چرخانده بود. با تحلیل اینکه تمام این صلیب‌های کوچک در کدام نقاط از دو تصویر قرار گرفتند، آن‌ها قادر به برون‌یابی این بودند که چهره هنگامی که ۱۵ یا ۳۰ درجه چرخیده باشد چه شکلی خواهد بود. در پایان، آن‌ها می‌توانستند یک تصویر سیاه و سفید و علامت‌گذاری شده از چهره را به کامپیوتر بدهند و خروجی، پرتره‌ای بود که به صورت خودکار می‌چرخید و به طرزی باورنکردنی دقیق بود.

این راهکارهای نبوغ‌آمیز اما ناکافی بودند. سیزده ماه بعد از زمانی که کار آغاز شد، تیم پانورامیک حتی نتوانسته بود شناسایی چهره یک نفر را به کامپیوتر بیاموزد، چه برسد به ۱۰ نفر. مشکل سه‌گانه رشد موی صورت، حالات چهره و سن خوردن، «یک منبع عظیم تغییرپذیری» بود. این را وودی در گزارشی که طی ماه مارس ۱۹۶۴ به King-Hurley ارائه شد گفت. به گفته او، وظیفه‌ای که پانورامیک برعهده گرفته بود «فراتر از وضعیت کنونی هنر شناسایی الگوها و تکنولوژی‌های کامپیوتری است». اما او پیشنهاد کرد که سرمایه بیشتری در اختیار پژوهش‌هایی تازه قرار بگیرد که «رویکردی کاملا» جدید را برای تشخیص چهره در پیش می‌گرفتند.

طی یک سال بعد از این ماجرا، وودی عقیده داشت که نویدبخش‌ترین مسیر به سمت تشخیص چهره خودکار این بود که ویژگی‌های چهره کاهش یابند و تبدیل به مجموعه‌ای از ارتباطات میان نقاط عطف شوند: چشمان، گوش‌ها، بینی، ابروها و لب‌ها. سیستمی که او متصور شد، شبیه به آن چیزی بود که آلفونس برتیلون، جرم‌شناس فرانسوی در سال ۱۸۷۹ به عنوان تصویر بازداشت مدرن ابداع کرده بود. برتیلون چهره افراد را براساس ۱۱ مشخصه فیزیکی کلی توصیف می‌کرد که از جمله آن‌ها می‌توان به طول پای چپ و طول دست از آرنج تا نوک انگشت میانی اشاره کرد.

در پایان آزمایش، کامپیوتر می‌توانست تمام مجموعه داده‌های اندازه‌گیری شده را با تصویر درست تطبیق دهد

ایده این بود که اگر بتوان به قدر کافی دست به اندازه‌گیری زد، هرکسی ویژگی‌های فیزیکی منحصر به فرد خواهد داشت. اگرچه سیستم او نیازمند کار دستی فراوان بود، اما جواب داد: در سال ۱۸۹۷، سال‌ها پیش از اینکه تشخیص اثر انگشت فراگیر شود، ژاندارم‌های فرانسوی از این سیستم برای شناسایی قاتلی سریالی به نام جوزف واشر استفاده کردند. در تمام سال ۱۹۶۵، پانورامیک سعی کرد یک سیستم برتیلونی کاملا خودکار برای چهره‌ها بسازد. این تیم در صدد ساخت برنامه‌ای برآمد که می‌توانست بینی‌ها، لب‌ها و الگوی تاریکی و روشنی را در تصاویر شناسایی کند، اما تلاش‌ آن‌ها عمدتا شکست‌خورده بود.

بنابراین وودی و وولف شروع به آزمون و خطا با رویکردی به نام «انسان-ماشین» در تشخیص چهره کردند - متدی که اندکی کمک انسانی را هم وارد معادله می‌کرد. پانورامیک از پسر نوجوان وودی، گرگوری، و یکی از دوستان او خواست که انبوهی تصویر مختلف -در مجموع ۱۲۲ تصویر از چهره ۵۰ شخص- را برداشته و ویژگی‌های صورت‌شان را اندازه‌گیری کنند: چیزهایی مانند فاصله گوش تا پایین‌ترین نقطه چانه و عرض لب‌ها. سپس وولف یک برنامه برای پردازش کردن این ارقام نوشت.

در پایان آزمایش، کامپیوتر می‌توانست تمام مجموعه داده‌های اندازه‌گیری شده را با تصویر درست تطبیق دهد. نتایج به دست آمده متوسط، اما غیر قابل انکار بودند: وولف و وودی اثبات کردند که سیستم برتیلون در تئوری جواب می‌دهد.

تشخیص چهره

گام بعدی آن‌ها در پایان سال ۱۹۶۵ میلادی این بود که همین آزمایش را در ابعاد وسیع‌تر پیاده‌سازی کنند. این بار با استفاده از یک تکنولوژی تازه ابداع شده که باعث می‌شد «انسان» در سیستم «انسان-ماشین» آن‌ها به مراتب بهینه‌تر ظاهر شود. با پول King-Hurley، آن‌ها از چیزی به نام تبلت RAND استفاده کردند: دیوایسی ۱۸ هزار دلاری که در ظاهر شبیه به یک اسکنر تصویر بود اما در عمل مثل یک آیپد کار می‌کرد. به کمک یک استایلوس، محققان می‌توانستند روی تبلت طراحی کنند و تصویری با رزولوشن نسبتا بالا و قابل شناسایی از سوی کامپیوتر بسازند.

وودی و همکارانش از چند دانشجو خواستند که به سراغ چند تصویر تازه ثبت شده بروند، هرکدام را روی تبلت RAND بیاورند و ویژگی‌های کلیدی چهره‌ها را با استایلوس مشخص کنند. این پروسه اگرچه زمان‌گیر بود،‌ اما بسیار سریع‌تر از پیش طی می‌شد: با نرخ حدود ۴۰ تصویر در ساعت، دانشجویان توانستند داده‌های مربوط به ۲۰۰۰ تصویر را وارد کنند که شامل حداقل دو تصویر از هر چهره می‌شد.

حتی با دسترسی به ابعاد آزمایشی گسترده‌تر، تیم وودی همچنان نمی‌توانست بر موانع رایج فائق آید. کامپیوتر هنوز برای مثال با لبخندها مشکل داشت که «چهره را دچار اعوجاج می‌کنند و اندازه‌گیری‌های مربوط به اجزای صورت را به شکل چشمگیری تغییر می‌دهند». سن خوردن هم همچنان یک مشکل بود و این را چهره خود وودی اثبات می‌کرد. هنگامی که نوبت به مقایسه و تطبیق دو تصویر از وودی در سال‌های ۱۹۴۵ و ۱۹۶۵ رسید، کامپیوتر متحیر شده بود. دستگاه نمی‌توانست کوچک‌ترین شباهتی میان مرد جوان -با لبخندی که تمام دندان‌ها را به نمایش درمی‌آورد- و مرد کهنسال‌تر -که حالت چهره‌ای عبوس و موهای کمتر داشت- بیابد. انگار با گذشت دو دهه، مردی کاملا متفاوت ساخته شده بود.

کامپیوتر هنوز برای مثال با لبخندها مشکل داشت که «چهره را دچار اعوجاج می‌کنند و اندازه‌گیری‌های مربوط به اجزای صورت را به شکل چشمگیری تغییر می‌دهند»

یک جورهایی، چنین اتفاقی واقعا افتاده بود. تا آن زمان، وودی از تلاش برای یافتن قراردادهای تجاری برای پانورامیک خسته شده بود و خودش را در «شرایط احمقانه‌ای که یا کارهایی بیش از اندازه برای انجام دارم یا هیچ کاری برای انجام ندارم» یافته بود. او دائما و دائما ایده‌هایی جدید به سرمایه‌گذاران خود می‌داد، برخی از آن‌ها از لحاظ اخلاقی زیر سوال بودند. در ماه مارس ۱۹۶۵، حدودا ۵۰ سال پیش از اینکه چین شروع به استفاده از الگویابی چهره کند- وودی به سراغ آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته وزارت دفاع -که آن زمان به نام آرپا شناخته می‌شد- رفت تا آن‌ها را مجاب به پشتیبانی مالی از پانورامیک برای پژوهش روی امکان‌سنجی استفاده از مشخصه‌های چهره برای تعیین پس‌زمینه نژادی اشخاص کند. اما مشخص نیست که در نهایت آرپا به این پروژه چراغ سبز نشان داد یا خیر.

آنچه مشخص است این است که وودی داشت هزاران دلار از پول خودش را صرف پروژه‌های پانورامیک می‌کرد و هیچ تضمینی وجود نداشت که پول‌هایش بازگردند. از طرف دیگر، دوستانش در دانشگاه تگزاس او را ترغیب به کار برای این دانشگاه می‌کردند و وعده جریان درآمدی باثبات را می‌دادند. در ماه ژانویه ۱۹۶۶، وودی از پانورامیک خارج شد و این شرکت ظاهرا مدت کوتاهی بعد، ورشکست شد.

با رویای ساخت شخص کامپیوتری که هنوز در ذهنش پرورانده می‌شد، وودی همراه با خانواده‌اش به آستین رفت تا خود را مشغول پژوهش روی منطق اتوماتیک و تعلیم آن کند. اما کار او روی تکنولوژی تشخیص چهره هنوز به پایان نرسیده بود: در واقع قرار بود اندکی بعد او به قله‌ای تازه در پژوهش‌هایش برسد.

تشخیص چهره

در ۱۹۶۷، بیشتر از یک سال بعد از مهاجرت به آستین، وودی آخرین وظیفه محول شده به خود را پذیرفت که شامل شناسایی الگوها در چهره انسان می‌شد. هدف پژوهش، کمک به آژانس‌ها و مراجع قانونی بود که بتوانند به سرعت در دیتابیس تصاویر بازداشت و پرتره‌ها پرسه بزنند و چهره‌های مشابه با مظنونین خود را بیابند.

مثل موارد قبلی،‌ سرمایه‌گذاری روی پروژه ظاهرا توسط دولت آمریکا صورت گرفت. در مستندات مربوط به سال ۱۹۶۷ که سیا آن‌ها را در سال ۲۰۰۵ عمومی کرد به یک «قرارداد خارجی» برای یک سیستم تشخیص چهره اشاره شده که مدت زمان مورد نیاز برای جستجو را هزاران برابر کمتر می‌کند. این بار پول را شخصی حقیقی می‌پرداخت که نقش مرد میانی را ایفا می‌کرد.

اصلی‌ترین همکار وودی در این پروژه‌، پیتر هارت، محقق مهندسی در آزمایشگاه فیزیک کاربردی انستیتوی تحقیقاتی استنفورد بود. وودی و هارت کارشان را با دیتابیسی شامل حدودا ۸۰۰ تصویر آغاز کردند - دو تصویر با کیفیت روزنامه‌ای از ۵۰۰ مرد بزرگسال و سفیدپوست در سنین مختلف و با گردش سر گوناگون. با استفاده از تبلت RAND، آن‌ها ۴۵ مختصات روی هر تصویر ثبت کردند، شامل ۵ مورد روی هر گوش، ۷ مورد روی بینی و ۴ مورد روی هر ابرو. با استفاده از تجربه پیشین وودی در نرمالیزه کردن متغیرهای موجود در یک تصویر، آن‌ها معادله‌ای ریاضیاتی برای چرخاندن سر هر سوژه به گونه‌ای که به مقابل نگاه کند درآوردند. سپس، با درنظرگیری تفاوت‌های ابعاد، به افزایش یا کاهش ابعاد هر تصویر و رساندن آن به ابعادی استاندارد پرداختند و اصلی‌ترین معیار، فاصله میان عنبیه‌های دو چشم بود.

وظیفه کامپیوتر این بود که یک ورژن از هر چهره را به خاطر بسپارد و از آن برای شناسایی دیگری استفاده کند. وودی و هارت بین دو میانبر مختلف، به کامپیوتر انتخاب دادند. نخستین انتخاب که تحت عنوان «تطبیق‌سازی گروهی» شناخته می‌شد به کامپیوتر اجازه می‌داد چهره‌ها را تقسیم به ویژگی‌هایی مشخص -ابروی چپ، گوش راست و غیره- کند و به قیاس فاصله نسبی میان آن‌ها بپردازد. رویکرد دوم هم متکی بر تئوری تصمیم‌گیری بیز بود: از ۲۲ اندازه‌گیری برای دستیابی به حدسی نزدیک به یقین استفاده می‌شد.

دو دانشمند در مجموع نتیجه گرفتند که ماشین «برتری کامل» بر انسان‌ها دارد

در نهایت، این دو برنامه به یک اندازه در انجام وظیفه خود خوب عمل می‌کردند. مهم‌تر اینکه رقبای انسانی خود را به راحتی کنار می‌زدند. وقتی وودی و هارت از سه نفر خواستند که به تطبیق دادن ۱۰۰ چهره با یکدیگر بپردازند، سریع‌ترین فرد کار را در شش ساعت به پایان رساند. کامپیوتر CDC 3800 وظیفه‌ای مشابه را در تنها ۳ دقیقه به پایان رساند و بنابراین صد برابر بهینه‌تر به حساب می‌آید. البته که وودی و هارت اذعان داشتند که انسان‌ها در تشخیص گردش سر و چهره در تصاویر بی‌کیفیت بهتر عمل می‌کنند، اما کامپیوتر در شناسایی تغییرات به وجود آمده به خاطر سن خوردن «به شکلی چشمگیر برتر ظاهر می‌شود». آن‌ها در مجموع نتیجه گرفتند که ماشین «برتری کامل» بر انسان‌ها دارد.

این بزرگ‌ترین موفقیتی بود که وودی در تحقیقات خود روی تکنولوژی تشخیص چهره به دست آورد. و این ضمنا آخرین مقاله‌ای بود که او درباره این موضوع می‌نوشت. مقاله وودی هیچوقت عمومی نشد و هارت می‌گوید این موضوع به «دلایل دولتی» بوده است. در سال ۱۹۷۰، دو سال بعد از اتمام همکاری با هارت، ربات‌شناسی به نام مایکل کاسلر به وودی خبر داد که شخصی به نام لئون هارمون در Bell Labs کمپانی AT&T مشغول برنامه‌ریزی برای یک پژوهش روی تشخیص چهره است. او به وودی گفت: «به من گفته‌اند که دومین پژوهش او قرار است منتشر شود و ظاهرا او بهترین سیستم انسان-ماشین موجود در جهان را ساخته». وودی نیز پاسخ داد: «به نظرم اگر لئون سخت کار کند، تا سال ۱۹۷۵ تنها ۱۰ سال از کار ما عقب‌تر خواهد بود». او احتمالا از این موضوع احساس ناامیدی می‌کرده که تحقیقات هارمون سر از جلد نشریه Scientific American درآوردند اما کار پیشرفته‌تر او همیشه در خفا باقی ماند.

تشخیص چهره

در دهه‌های آتی، وودی به خاطر تلاش‌هایش در حوزه منطق اتوماتیک چند جایزه دریافت کرد و یک سال هم مدیر اتحادیه پیشرفت‌های حوزه هوش مصنوعی بود. کار او روی تکنولوژی تشخیص چهره عمدتا ناشناخته باقی ماند، اما از یادها نرفت و دیگران هم مسیری که وودی آغاز کرده بود را ادامه دادند.

در سال ۱۹۷۳، یک دانشمند کامپیوتری ژاپنی به نام تاکئو کاناده گامی بزرگ در دنیای تکنولوژی تشخیص چهره برداشت. با استفاده از چیزی که آن زمان به ندرت گیر می‌آمد -یعنی دیتابیسی شامل ۸۵۰ تصویر دیجیتالی که عمدتا در نمایشگاه جهانی سال ۱۹۷۰ به ثبت رسیده بودند- کاناده برنامه‌ای توسعه داد که می‌توانست ویژگی‌های چهره مانند بینی،‌دهان و چشمان را بدون ورودی انسانی استخراج کند. کاناده در نهایت قادر به تحقق رویای وودی برای حذف انسان از سیستم انسان-ماشین شده بود.

البته وودی تخصص خود در حوزه تشخیص چهره را طی سال‌های پایانی عمر خود برای یک یا دو بار مجددا به کار گرفت. در سال ۱۹۸۲ او به عنوان شاهد متخصص در یک پرونده جنایی در کالیفرنیا استخدام شد. یکی از اعضای احتمالی مافیای مکزیک به پیاده‌سازی مجموعه‌ای از سرقت‌های بزرگ در کانترا کاستا کانتری متهم شده بود. دادستان شواهد مختلف در دسترس داشت که از جمله آن‌ها می‌توان به ویدیوی یک دوربین مداربسته از مردی که ریش و عینک آفتابی بر صورت داشت با کلاهی زمستانی که موهای فرش را پنهان کرده بودند اشاره کرد. اما تصاویر بازداشت، مردی را نشان می‌دادند که ریش‌هایش را از ته زده بود و موهایی کوتاه داشت. وودی به سراغ تحقیقات خود در پانورامیک رفت تا چهره سارق حاضر در بانک را با تصویر بازداشت مقایسه کند. در کمال رضایت وکیل مدافع، وودی دریافت که چهره‌ها به خاطر تفاوت موجود در عرض بینی، متعلق به دو نفر متفاوت هستند.

«تنها طی حدودا ۱۰ سال اخیر بوده که تکنولوژی تشخیص چهره توانسته با نواقص دنیای واقعی سازگاری یابد». این را آنیل کی. جین، محقق علوم کامپیوتر در دانشگاه میشیگان و کسی که در نگارش کتاب «Handbook of Face Recognition» همکاری داشته می‌گوید. تقریبا تمام موانعی که وودی با آن‌ها روبه‌رو شد، اکنون کنار زده شده‌اند. از یک سو اکنون منابعی نامحدود از تصاویر دیجیتالی داریم و به گفته جین «می‌توانید به سراغ شبکه‌های اجتماعی بروید و هرچقدر تصویر چهره که می‌خواهید استخراج کنید». و به لطف پیشرفت‌های به دست آمده در یادگیری ماشینی، فضای ذخیره‌سازی و قدرت پردازشی، کامپیوترها قادر به خودآموزی هستند. با تعیین چند قانون بنیادین، کامپیوترها می‌تواند انبوهی از داده را شخم بزنند و مجازا، الگویابی در هرچیزی، از چهره انسان گرفته تا بسته‌های چیپس- را بیاموزند. دیگر هم نیازی به تبلت RAND یا سیستم اندازه‌گیری برتیلونی نیست.

اما احتمالا مهم‌ترین نکته این باشد که کارهای وودی و پژوهش‌هایش روی تشخیص چهره، نشان دادند که قرار است با یک فناوری دردسرساز روبه‌رو باشیم. برخلاف دیگر تکنولوژی‌هایی که جهان را دگرگون کردند و تازه بعد از چند سال به توانایی‌های آخرالزمانی‌شان پی بردیم -مانند شبکه‌های اجتماعی، یوتیوب و پهپادها- سوء استفاده بالقوه از تکنولوژی تشخیص چهره درست از همان موقع که در پانورامیک متولد شد قابل پیش‌بینی بود. بسیاری از جهت‌گیری‌های موجود در این تکنولوژی، از زمان فعالیت وودی تا امروز ادامه یافته‌اند: دیتابیس‌هایی که عمدتا با چهره مردان سیاهپوست تشکیل می‌شوند، اعتماد کورکورانه به اقتدار دولتی و وسوسه برای استفاده از تشخیص چهره برای تبعیض قائل شدن میان نژادها. اساسا مشکلاتی که همین امروز هم این تکنولوژی را نارضایت‌بخش می‌کنند.

در بهار سال ۱۹۹۳، زوال‌ عصب‌ها به خاطر بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک باعث شد سخنرانی‌های وودی شکلی بریده بریده به خود بگیرد. بنابر آنچه چند نویسنده درباره زندگی وودی نوشته‌اند، او آنقدر به سخنرانی در دانشگاه تگزاس ادامه داد تا سخنانش شکلی نامفهوم به خود گرفتند و آنقدر به پژوهش روی منطق اتوماتیک پرداخت تا دیگر نمی‌توانست قلم را در دست نگه دارد. نویسندگان می‌گویند:«به عنوان کسی که همواره یک دانشمند بود، وودی سخنرانی‌های خود را ضبط کرد تا بتواند با پیشرفت بیماری‌اش مقابله کند».

او در روز چهارم اکتبر سال ۱۹۹۵ جان باخت. در آگهی وفات او هیچ اشاره‌ای به کارهایش در دنیای تشخیص چهره نشد. در تصویر تعبیه شده روی این آگهی، تصویری از وودی با موهای سفید دیده می‌شود که مستقیم به دوربین چشم دوخته و لبخندی بزرگ سراسر صورتش را پوشانده.

منبع:
Wired

نظرات ۵

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟