成本僅500元！國內(nèi)大學(xué)學(xué)生團(tuán)隊(duì)研發(fā)出“隱身衣”：“提供全天候的隱身防御”

每經(jīng)編輯 段煉 易啟江    

擁有一件隱身衣，是很多小說、電影里的橋段，也是許多孩子的夢(mèng)想?？萍?，總會(huì)幫人類圓夢(mèng)。

11月27日，“華為杯”第一屆中國研究生網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)新大賽落幕，武漢大學(xué)獲一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，獲獎(jiǎng)數(shù)居全國高校首位。極目新聞?dòng)浾咦⒁獾剑?/span>武大獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中有一項(xiàng)名為“InvisDefense隱身衣”。

它真能讓人隱身？先別太激動(dòng)！和隱身戰(zhàn)斗機(jī)只是讓雷達(dá)看不到一樣，這套“隱身衣”對(duì)付的是機(jī)器識(shí)別，而非肉眼。

“InvisDefense隱身衣”示意圖 圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

用算法來對(duì)抗算法

武大官方新聞上是這樣介紹“InvisDefense隱身衣”的：

InvisDefense提供全天候的隱身防御。白天場景，特制的迷彩圖案有效地干擾視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使其失明。夜間場景，InvisDefense在衣服內(nèi)部嵌入溫控材料，實(shí)現(xiàn)在熱紅外成像下的隱身，可在機(jī)器視覺下隱身用以保護(hù)人身安全。

內(nèi)容不長，但一般人可能看不大懂，“不明覺厲”。

“視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指的是人工智能識(shí)別，而不是人類的肉眼識(shí)別。比如現(xiàn)在很多視頻監(jiān)控設(shè)備都有行人檢測功能，智能汽車也可以識(shí)別行人、道路、障礙?！盜nvisDefense研發(fā)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師、武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授王正解釋。

穿著“隱身”改進(jìn)圖案的衣服（左）未被監(jiān)控識(shí)別?圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

王正說，人們都知道，穿上迷彩服可以幫助自己不容易被人看到，但計(jì)算機(jī)視覺還是可以很容易地識(shí)別，因?yàn)樗强克惴ā翱匆姟薄?/span>

于是，研究計(jì)算機(jī)視覺的王正想到，通過新的算法來設(shè)計(jì)一種迷彩紋路，讓目前常用的行人檢測的方法失效，“通俗地說就是，攝像頭可以拍到你，但判斷不出你是人類?！?/span>

對(duì)于夜間模式，目前計(jì)算機(jī)視覺常用的是紅外熱成像來判斷。與之對(duì)抗的辦法是在“隱身衣”內(nèi)裝一些溫控裝置，有的是提高溫度，有的是降低溫度，使計(jì)算機(jī)難以通過熱成像圖案判斷出人。

七百次失敗終成功

從2020年海外留學(xué)期間產(chǎn)生初步想法后，王正一直在做這方面的理論研究。將理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的，是他帶的研究生團(tuán)隊(duì)：武大計(jì)算機(jī)學(xué)院博士生衛(wèi)慧、國家網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院碩士生李柱波、戴書鈺，以及經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院碩士生菅澤華。

“珞珈山AIMM小隊(duì)”團(tuán)隊(duì)成員?圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

衛(wèi)慧介紹，他從2021年開始跟著導(dǎo)師做“隱身衣”研究，今年8月開始組隊(duì)備戰(zhàn)這次比賽。

負(fù)責(zé)核心算法和設(shè)計(jì)的他介紹，想要實(shí)現(xiàn)“隱身衣”的理論并不容易，“首先要解決的是一種平衡，比如說，你拿著一個(gè)大色塊擋在身前，確實(shí)可以騙過攝像頭，但騙不過人眼，反而會(huì)特別顯眼。所以，我們要通過算法設(shè)計(jì)出最不‘顯眼’卻能讓計(jì)算機(jī)視覺失效的圖案?！?/span>

算法框架示意圖?圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

為了找到這種平衡，團(tuán)隊(duì)成員不斷通過電腦模擬，3個(gè)月內(nèi)經(jīng)歷了近七百次失敗，才取得理想的結(jié)果?！坝袝r(shí)候電腦模擬成功了，我們把圖案打印出來在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中測試，又發(fā)現(xiàn)不行，就得繼續(xù)改進(jìn)?！毙l(wèi)慧說，為此團(tuán)隊(duì)成員相互配合，頂住了巨大的壓力。

三維重建示意圖?圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

另一個(gè)難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)晝夜兼容。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)就是找到成本最經(jīng)濟(jì)的方案，因此一開始試驗(yàn)的是暖寶寶和降溫貼。改變局部溫度后，還要計(jì)算出怎樣的排列方式，能成功干擾計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別。通過團(tuán)隊(duì)的測試視頻可以看到，最終只需要在上衣內(nèi)裝上4處不規(guī)則形狀的溫控裝置，就可以讓紅外成像識(shí)別“失明”。

白天測試“隱身衣”（左）未被識(shí)別?圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

“白天夜晚兩種模式，我們都在校園里進(jìn)行了測試，效果很好。目前可以做到行人檢測精度下降57.0%，未來可以更高?！蓖跽f。

極目新聞?dòng)浾咄ㄟ^團(tuán)隊(duì)提供的測試視頻看到，穿著“InvisDefense隱身衣”的人，和穿著普通衣服的人在同一場景活動(dòng)，監(jiān)控設(shè)備只把沒穿“隱身衣”的人“框”了出來，標(biāo)注著“person”（人）。

讓人工智能更可靠

目前，“InvisDefense隱身衣”項(xiàng)目已有兩項(xiàng)專利申請(qǐng)被受理，相關(guān)成果被CCF（中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)）A類人工智能頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議AAAI2023錄用，所有審稿人一致給出有趣、高性價(jià)比、操作性高、結(jié)果出色等高度評(píng)價(jià)。

該項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用前景如何？

王正認(rèn)為，首先，它的價(jià)值在于可能為我國國防事業(yè)作出貢獻(xiàn)。

王正說：“當(dāng)前，無人機(jī)作戰(zhàn)已經(jīng)十分普及，還有很多國家在研究機(jī)器作戰(zhàn)，未來人和機(jī)器的對(duì)抗會(huì)十分常見。因此，‘隱身軍服’的研究十分必要?！毙l(wèi)慧補(bǔ)充道，“InvisDefense隱身衣”目前一套的成本僅約500元，是一種高性價(jià)比的解決方案。

夜間紅外成像測試“隱身衣”（右）未被識(shí)別?圖片來源：受訪者供圖（極目新聞）

對(duì)于民用方面來說，該項(xiàng)目的價(jià)值在于反向促進(jìn)人工智能模型安全性的提升?！把芯烤W(wǎng)絡(luò)安全，就是要通過不斷地對(duì)抗攻防，來發(fā)現(xiàn)破綻，進(jìn)而堵住漏洞。我們的成果證明，現(xiàn)在的人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)，還可以進(jìn)一步提升。”王正說。

“我是學(xué)‘可信AI’的，這次項(xiàng)目的研究和很多人工智能領(lǐng)域的道理是相通的，比如智能駕駛怎樣更可靠地識(shí)別道路情況，也可以通過類似的攻防測試來提升可靠性?！毙l(wèi)慧說，此次參賽很好地鍛煉了科學(xué)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，將來他會(huì)繼續(xù)完善“InvisDefense隱身衣”項(xiàng)目，希望在人工智能安全這一領(lǐng)域多做一些更有價(jià)值的研究。

決賽啟動(dòng)儀式 圖片來源：北京郵電大學(xué)（極目新聞）

據(jù)了解，中國研究生網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)新大賽以國家戰(zhàn)略需求為驅(qū)動(dòng)，突出解決“真環(huán)境”中的“真問題”，強(qiáng)調(diào)在實(shí)戰(zhàn)中培養(yǎng)真人才，為國家培養(yǎng)、選拔和儲(chǔ)備一批急需的高層次網(wǎng)絡(luò)安全人才。

初賽吸引了147所高校的755支隊(duì)伍報(bào)名，共有125支隊(duì)伍進(jìn)入決賽，最終評(píng)選出18支一等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)，48支二等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)，59支三等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)，30個(gè)優(yōu)秀組織獎(jiǎng)，18名優(yōu)秀指導(dǎo)教師。

武漢大學(xué)共有23支隊(duì)伍參賽，8支隊(duì)伍入圍決賽，最終獲一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)總數(shù)居全國高校首位。

編輯|段煉?易啟江

校對(duì)|程鵬

文章來源：極目新聞

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