Mokslas ir IT

2020.01.26 11:18

Slapta veido atpažinimo technologijų istorija: kur dingo informacija apie šį išradimą

LRT.lt2020.01.26 11:18

Prieš šešiasdešimt metų neturtingo ūkininko sūnus išrado veido atpažinimo technologiją, rašoma tinklalapyje „Wired“. Tačiau bet kokia informacija apie jo išradimą tiesiog dingo. Kas toks buvo Woody Bledsoe ir kam jis dirbo? 

Svajojo sukurti už žmogų protingesnį kompiuterį

W. Bledsoe sėdėjo neįgaliojo vėžimėlyje atvėręs savo garažo vartus ir laukė. Bet kuris žmogus, matęs jį vos prieš keletą mėnesių, įprastai pasisveikinantis sekmadieniais vietos mormonų bažnyčioje ar prasilenkiantis bėgiojant parke, būtų sunkiai beatpažinęs 74 metų vyrą.

Apvalūs skruostai, kuriais jis puikavosi didesnę savo gyvenimo dalį, buvo įdubę. Degeneracinė liga – šoninė amiotrofinė sklerozė (ALS) – pasiglemžė jo gebėjimą kalbėti ir vaikščioti, palikdama vienintelę bendravimo priemonę – trumpų žinučių skrebenimą ant nešiojamos lentos. Tačiau Woody protas išliko aštrus. Kai 1995 m. pradžioje į namus Ostine (Teksase) grįžo sūnus, Woody nedelsdamas ėmėsi sausu nutrinamu rašalu rašyti jam instrukcijas.

Jis liepė sūnui iš galinio kiemo paimti šiukšliadėžę – tokią senovinę metalinę, kokioje gyvena Oskaras iš „Sezamo gatvės“. Lance padarė, kaip prašomas, ir padėjo šiukšliadėžę šalia tėvo. Tuomet Woody pasiuntė ji į namus degtukų ir padegamojo skysčio. Kai Lance grįžo, Woody mostelėjo link garaže stovinčių dviejų didelių dokumentų spintų.

Kiek Lance save prisimena, jos visada ten buvo. Dabar jau beveik keturiasdešimtmetis Lance buvo įsitikinęs, kad niekas jų nejudino nuo pat jo vaikystės. Ir tai nebuvo įprastos dokumentų spintos – tokias jis buvo matęs tuomet, kai JAV atominiams povandeniniams laivams kūrė sonarinę įrangą – nedegančios ir ypač sunkios, su kombinaciniu užraktu ant kiekvieno stalčiaus. Jo tėvas ant lentos iš lėto ėmė rašyti skaičius ir, Lance nuostabai, užrakto kombinacija buvo teisinga. „Atvėręs pirmąjį stalčių, pasijaučiau kaip Indiana Jones,“ – pasakoja jis, prabėgus jau 25 metams.

Viduje gulėjo didelė šūsnis senų, beirstančių dokumentų. Lance juos vieną po kito traukė ir dėjo tėvui ant kelių. Woody vis perversdavo atskiras dokumentų krūveles ir duodavo sūnui atgal, kad šis sumestų į šiukšliadėžėje užkurtą ugnį. Lance pastebėjo, kad ant kai kurių dokumentų buvo žyma „Slapta“ arba „Riboto naudojimo“. Liepsna vis augo, kol buvo ištuštintos abi spintelės. Woody primygtinai reikalavo palaukti, kol visi popieriai virs pelenais.

Lance galėjo tik spėti, kokią informaciją jis padėjo tėvui sunaikinti. Beveik trisdešimt metų Woody buvo Ostine įsikūrusio Teksaso universiteto profesorius, dirbo automatizuoto mąstymo ir dirbtinio intelekto srityje. Lance ji pažinojo kaip naujoms idėjoms atvirą mokslininką optimistą, kuris dar šeštojo praėjusio amžiaus dešimtmečio pabaigoje svajojo sukurti visus žmogaus gebėjimus turintį kompiuterį – mechanizmą, kuris galėtų įrodyti sudėtingas matematines teoremas, įsitraukti į pokalbį ir pakankamai gerai žaisti stalo tenisą.

Tačiau karjeros pradžioje Woody rimtai buvo užvaldžiusi mintis suteikti kompiuteriams vieną nepakankamai įvertintą, tačiau labai galingą žmogaus savybę – gebėjimą atpažinti veidus. Lance žinojo, kad jo tėvo darbas šioje srityje – pirmieji su veido atpažinimo technologijomis susiję tyrimai – buvo patraukę slapčiausių JAV vyriausybės agentūrų dėmesį. Tiesą pasakius, panašu, kad pagrindiniai Woody rėmėjai buvo fiktyvios CŽA įmonės. Ar Lance ką tik sudegino pirmųjų Vašingtono pastangų identifikuoti atskirus žmones masiniu, automatizuotu būdu įrodymus?

Veidų atpažinimo revoliucija

Šiandien veido atpažinimas yra tapęs pasirenkamąja telefonų, nešiojamųjų kompiuterių, pasų ir mokėjimo programėlių apsaugos funkcija. Žadama, kad jis gali sukelti revoliuciją tikslinės reklamos srityje ir paspartinti tam tikrų ligų diagnozę. Jis palengvina draugų žymėjimą „Instragramo“ nuotraukose, tačiau pastaruoju metu ši technologija vis dažniau tampa valstybės priespaudos ir darbuotojų stebėjimo priemone.

Kinijos vyriausybė veido atpažinimą naudoja uigūrų etninės mažumos atstovų, kurių tūkstančiai yra išsiųsti į vadinamąsias „perauklėjimo stovyklas“, tapatybei nustatyti ir sekti. Remiantis leidinyje „The Washington Post“ pasirodžiusia informacija, JAV imigracijos ir muitinės kontrolės tarnyba ir FTB šią technologiją yra integravę į skaitmenines nusikaltėlių paieškos sistemas, valstybinėse vairuotojų pažymėjimų duomenų bazėse tarp milijonų nuotraukų kartais net be atitinkamos teismo sankcijos ieškančiose įtariamųjų.

Praėjusiais metais „Financial Times‘ atliktas tyrimas atskleidė, kad „Microsoft“ ir Stanfordo universiteto tyrėjai surinko ir, be tiriamųjų žinios ar sutikimo, viešai pasidalino didžiule veido atvaizdų duomenų baze. Abu duomenų rinkiniai buvo ištrinti, tačiau technologijų spartuolių ir net vienos iš Kinijos karo akademijų atstovai spėjo juose pasiknaisioti.

Septintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje Woody atliktame veido atpažinimo tyrime numatytas panašus technologinis proveržis ir tam tikri su etika susiję dalykai. Nepaisant to, apie jo ankstyvą pamatinį darbą šiandien mažai tėra žinoma. Didesnė jo dalis taip ir neišvydo dienos šviesos.

Laimei, nepriklausomai nuo to, kokie buvo Woody ketinimai tą lemtingą 1995 m. dieną, didesnė jo tyrimo ir susirašinėjimų dalis išgyveno garaže uždegtą liepsną. Tūkstančiai puslapių, kuriuose sugulę Woody tyrimų duomenys – iš viso net 39 dėžės – saugoma Teksaso universiteto Briscoe Amerikos istorijos centre. Šiose dėžėse, be įvairiausių dokumentų, yra ir daugybė žmonių veidų nuotraukų, kai kurios iš jų pažymėtos keistomis matematinėmis kombinacijomis – tarsi jose vaizduojami žmonės sirgtų kažkokiomis geometrinėmis odos ligomis. Tuose portretuose galima įžvelgti technologijos, kuri su metais darysis vis sudėtingesnė, vis galingesnė ir vis universalesnė, užuomazgas.

Padrąsindavo „beržine koše“

Woodrow Wilsonas Bledsoe – o visiems jį pažinojusiems tiesiog Woody – neprisimena tokio laikotarpio, kad nebūtų sunkiai dirbęs. 1921 m. Meisvilio miestelyje, Oklahomoje, gimęs Woody vaikystėje buvo priverstas padėti tėvui – neturtingam ūkininkui – išlaikyti šeimą. Iš viso Bledsoe šeimoje augo 12 vaikų. Dešimtasis vaikas šeimoje Woody dienas leisdavo ravėdamas daržus, rinkdamas malkas, skindamas medvilnę ir lesindamas vištas. Jo motina, buvusi mokytoja, gana anksti pastebėjo vaiko intelektinius gabumus. Taip ir nepaskelbtame 1976 m. parašytame straipsnyje Woody ją apibūdino kaip palaikantį ir padrąsinantį žmogų, net jei tie padrąsinimai kartais būdavo „išsakomi“ naudojant „beržinę košę“.

Kai Woody buvo 12, mirė jo tėvas ir šeima paniro į dar didesnį skurdą viduryje Didžiosios depresijos. Dar besimokydamas mokykloje Woody pradėjo dirbti paukštininkystės ūkyje. Vėliau jis persikėlė į Normaną ir lankė paskaitas Oklahomos universitete, tačiau po trijų mėnesių buvo priverstas mesti studijas ir Antrojo pasaulinio karo išvakarėse užsirašyti į kariuomenę.

Matematiniais gabumais pasižymėjęs Woody buvo paskirtas atsakingu už darbo užmokesčio apskaitą Leonardo Woodo forte Misūrio valstijoje, kur prieš mūšius buvo apmokomi JAV kariai. 1944 m. birželio 7 d., praėjus vos dienai po antrojo fronto atidarymo, Woody galiausiai buvo dislokuotas Europoje, kur, sugalvojęs, kaip į Reiną nuleisti didžiulius jūrinius laivus, pelnė Bronzinės žvaigždės apdovanojimą.

Woody į karo veiksmų Europoje areną pakliuvo kaip tik tuomet, kai Sąjungininkų kariuomenė vis sparčiau žygiavo pergalės link, todėl jo įspūdžiai iš tų dienų neįprastai šviesūs. „Tai buvo labai įdomus metas, – rašė jis. – Kiekviena diena prilygsta mėnesiui įprasto gyvenimo. Galiu suprasti, kodėl vyrus taip traukia karas. Tol, kol tavo pusė laimi ir nepatiria didelių nuostolių, viskas atrodo labai neblogai.“ Kitų metų vasarą Woody praleido išvaduotame Paryžiuje – euforinio patriotizmo atmosferoje jo pasaulėžiūra nepaprastai išsiplėtė. „Pačios įspūdingiausios žinios, kokias man kada nors yra tekę išgirsti – mes susprogdinome atominę bombą, – rašė Woody. – Turim džiaugtis, kad šis ginklas buvo amerikiečių, o ne mūsų priešų rankose.“

Pasibaigus karui, Woody nekantravo grįžti į mokyklą. Jis per dvejus su puse metų pabaigė matematikos studijas Jutos universitete ir išvyko į Berklį studijuoti doktorantūroje. Baigęs mokslus, vaikinas įsidarbino Naujojoje Meksikoje įsikūrusioje „Sandia“ korporacijoje, kur kartu su tokiais mokslo šviesuoliais kaip vandenilinę bombą sukūręs Stanislawas Ulamas dirbo vyriausybės finansuojamoje branduolinių ginklų tyrimo programoje. 1956 m. Woody nuskrido į Maršalo salas stebėti ginkluotės bandymų virš Enivetoko atolo, dalis kurio teritorijos dar ir šiandien labiau užteršta radiacija nei Černobylis ar Fukušima. „Buvau labai laimingas, galėdamas padėti savo mylimai šaliai išlikti stipriausia pasaulyje,“ – rašė jis.

„Sandia“ korporacijoje Woody susipažino su kompiuteriais, kurie tapo viso jo likusio gyvenimo aistra. Pirmosios jo programavimo patirtys buvo tiesiogiai susijusios su monotoniškais skaičiavimais branduolinių ginklų tyrimuose. Pavyzdžiui, vienas iš tokių ankstyvųjų projektų buvo „Didelio masto termobranduolinės atakos radioaktyviųjų dulkių iškritimo tikimybės skaičiavimo programa“, kuomet, atsižvelgiant į sprogimo jėgą, sprogimo centrą, detonacijos laiką, vėjo greičio vidurkį ir panašius parametrus, reikėjo numatyti, kur atakos atveju iškristų radioaktyvios dulkės.

Kompiuterinis žmogus

Susižavėjimui kompiuterių galimybėmis augant, Woody susidomėjo automatizuotu modelių atpažinimu, pirmiausia, mašininiu skaitymu – kompiuterio mokymu atpažinti nepaženklintus raidžių atvaizdus. Pasitelkęs į pagalbą draugą ir kolegą eruditą išradėją, aeronautikos inžinierių ir biofiziką Ibeną Browningą, Woody sukūrė metodą, kuris šiuo metu vadinamas kortežu (angl. n-tuple). Iš pradžių projektuojama atspausdinta raidė, pavyzdžiui, raidė Q, ant stačiakampio languoto lapo, primenančio milimetrinį popierių. Tuomet kiekvienam langeliui priskiriamas dvejetainis skaičius pagal tai, ar jame yra bent dalelė minėtos raidės: tušti pažymimi 0, o užpildyti – 1. Tuomet langeliai atsitiktine tvarka sugrupuojami į tvarkingas poras kaip koordinačių rinkiniai. Atlikus dar kelias matematines manipuliacijas, kompiuteris gali raidės langeliui priskirti unikalų balą. Gavęs naują raidės atpažinimo užduotį, kompiuteris jau gali palyginti tos raidės langelius su esančiais jo duomenų bazėje ir atrinkti artimiausią pagal panašumą.

Šis metodas svarbus tuo, kad galima atpažinti įvairius to paties ženklo variantus: daugelio Q balai buvo panašūs į kitų Q balus. Tačiau svarbiausia, kad jis gali būti taikomas bet kokiems modeliams, ne vien raidėms. Remiantis straipsniu, kurio vienas iš autorių buvo matematikas ir ilgametis Woody draugas Robertas S. Boyeris, kortežo metodas padėjo apibrėžti modelių atpažinimo sritį, nes tuo metu bene pirmą kartą kilo klausimas: „Kaip priversti kompiuterį daryti tai, ką daro žmonės?“

Šio metodo tobulinimo metu Woody gimė idėja sukurti įrenginį, kurį jis vadino „kompiuteriniu žmogumi.“ Jau po daugelio metų jis prisiminė, kokį malonų jaudulį patyrė, sudarinėdamas įgūdžių, kuriuos planavo suteikti savo dirbtiniam protui, sąrašą.

„Norėjau, kad jis mokėtų skaityti ne tik spausdintą tekstą, bet ir rankraštį. Įsivaizdavau jį ar jo dalį kaip nedidelę kamerą, kurią galėčiau prisitaisyti prie akinių su prikabinta ausine, kuri man į ausį šnibždėtų gatvėje sutinkamų draugų ir pažįstamų vardus... Nes, kaip suprantate, mano draugas kompiuteris turėjo sugebėti atpažinti veidus,“ – aiškino jis.

1960 m. Woody kartu su I. Browningu ir dar vienu kolega iš „Sandia“ įkūrė savo įmonę. „Panoramic Research Incorporated“ iš pradžių glaudėsi nedideliame biure Kalifornijoje, toje vietoje, kuri tais laikais dar nesivadino Silicio slėniu. Tuo metu didesnė dalis pasaulio kompiuterių – masyvių įrenginių, duomenis saugojusių perfokortose ar magnetinėse juostose – buvo laikomi dideliuose įmonių biuruose ar vyriausybės laboratorijose. „Panoramic“ tokio biuro sau leisti negalėjo, todėl vakarais, kad būtų pigiau, nuomojosi darbo su kompiuteriu laiką iš kaimyninių bendrovių.

Pagrindinė „Panoramic“ veikla, kaip pats Woody vėliau pasakojo kolegai, buvo „išbandyti idėjas, kurios, kaip mes vylėmės, „pakeis pasaulį“. Anot rašytojo ir konsultanto Nelso Winklesso, bendradarbiavusio su „Panoramic“, įgyvendinant kelis bendrovės projektus, o vėliau leidusio ir redagavusio žurnalą „Personal Computing“, „jų užduotis buvo tikrąja to žodžio prasme daryti tai, kas kitiems atrodė visiška nesąmonė.“

Traukė ekscentriškus mokslininkus

Bendrovė traukė keistus, eklektiškus mokslininkus, kurių daugelis, panašiai kaip ir Woody, Didžiosios depresijos laikais užaugo neturėdami nieko, todėl dabar norėjo išbandyti viską. Juos dominusių sričių diapazonas buvo labai platus – nuo aktualių iki sunkiai suvokiamų. Taip pat iš neturtingų ūkininkų šeimos kilęs ir dvejus metus jaunystėje praktiškai vien tik kopūstais mitęs I. Browningas buvo nenuilstantis entuziastas. Vienu metu jis kartu su kitu „Panoramic“ darbuotoju Larry Bellingeriu bandė sukurti šunimis varomo sunkvežimio, kurį jie patys pavadino „Dog-Mobile“, koncepciją. Jie taip pat buvo sukonstravę į parkerį panašų prietaisą „Hear-a-Lite“, akliesiems šviesą paverčiantį garsiniais signalais.

Paauglystėje nuo lėktuvo sparnų su parašiutu šokinėjęs (ir šią veiklą nuo mamos slėpęs bei nevykusių nusileidimų parašiutu paliktas mėlynes kritimais nuo dviračio aiškinęs) L. Bellingeris prisidėjo kuriant „Bell X-1“ – viršgarsinį raketinį lėktuvą, kurį išgarsino Tomo Wolfe filmas „Teisingi vyrukai“ (angl. „The Right Stuff“). Vėliau jis sukonstravo „Mowbot“ – savaeigę žoliapjovę „visiškai atsitiktiniam ir netvarkingam žolės pjovimui.“

Vos baigusi koledžą bendrovėje įsidarbino ir robotų programavimo pionierė Helen Chan Wolf. Vėliau ji prisidėjo kuriant robotą Shakey, kurį Elektros ir elektronikos inžinierių institutas vadina „pirmuoju pasaulyje dirbtinį intelektą įkūnijančiu robotu;“ vienas buvęs kolega mokslininkę pavadino „robotikos Ada Lovelace.“ Septintojo dešimtmečio pradžioje, kai H.C. Wolf programavimo rezultatai geriausiai atsispindėjo po mokslininkės stalu sukrautoje pusmetrio aukščio perfokortų krūvelėje, ji su pagarbia baime žvelgė į kitų bendrovės darbuotojų iškeliamas ir kolegų teismui pristatomas idėjas. Anot jos, kartą Woody nusprendė, kad norėtų išnarplioti DNR, tačiau netrukus suskaičiavo, kad su turimais kompiuteriais tai užtruktų 30-37 metus. „Tuomet pasakiau: „Manau, mes to nedarysime,“ – prisimena moteris.

Nenuostabu, kad „Panoramic“ sunkiai sekėsi rasti reikiamą finansavimą. Woody iš visų jėgų stengėsi įpiršti savo veido atpažinimo technologiją verslo klientams, tarp kurių buvo ir „Equitable Life Assurance Society“ ir žurnalas „McCall’s“, tačiau jokios sutarties taip ir nepavyko pasirašyti. 1963 m. Woody buvo įsitikinęs, kad bendrovė netrukus žlugs.

Savo gyvavimo metu „Panoramic“ turėjo bent vieną iš pažiūros patikimą globėją, padėjusį jai išsilaikyti rinkoje – Centrinę žvalgybos agentūrą. Jei kokios nors tiesioginės sąsajos su CŽA buvo užfiksuotos Woody dokumentuose, jos greičiausiai virto dūmais jo garaže; tačiau tie įrodymų fragmentai, kurie išliko Woody archyvuose, leidžia manyti, kad ne vienerius metus „Panoramic“ bendradarbiavo su fiktyviomis CŽA įmonėmis. Su visu „Panoramic“ kolektyvu draugiškus santykius palaikiusio ir ilgamečiu I. Browningo draugu buvusio N. Winklesso teigimu, bendrovė greičiausiai ir buvo įsteigta, tikintis gauti bent dalinį agentūros finansavimą. „Niekas man to niekada konkrečiai nesakė,“ – prisimena jis. – Bet taip buvo.“

Remiantis „Black Vault“, tinklalapio, kuris specializuojasi paslaptimis apipintų užklausų pagal Informacijos laisvės įstatymą išaiškinime, gautais įrašais, „Panoramic“ buvo viena iš 80 organizacijų, dirbusių prie projekto „MK-Ultra“ – CŽA liūdnai pagarsėjusios „minčių kontrolės“ programos, kurios metu tyrime dalyvavusiems žmonėms net prieš jų valią buvo taikomos psichologinės kankinimo priemonės. Paaiškėjo, kad per fiktyvią organizaciją „Medicinos mokslų tyrimo fondas“ (angl. „Medical Sciences Research Foundation“) bendrovei „Panoramic“ buvo skirtos 93 ir 94 projekto užduotys, susijusios su bakterinės ir grybelinės kilmės toksinais ir „nuotoliniu kryptingu pasirinktos gyvūnų rūšies valdymu.“ Sent Martino universiteto antropologo Davido H. Price atliktas tyrimas rodo, kad Woody ir jo kolegos gavo lėšų ir iš Žmogaus ekologijos tyrimo draugijos (angl. „Society for the Investigation of Human Ecology“), dar vienos fiktyvios CŽA organizacijos, finansavusios mokslininkus, kurių tyrimai galėjo padėti patobulinti agentūros tardymo metodus arba padėti šį darbą užmaskuoti (CŽA nei patvirtino, nei paneigė bet kokius ryšius su Woody ar „Panoramic“).

Bet buvo dar viena fiktyvi bendrovė – „King-Hurley“ tyrimų grupė (angl. „King-Hurley Research Group“) – finansavusi žymiausią Woody projektą. Remiantis net keliomis aštuntajame dešimtmetyje iškeltomis bylomis, „King-Hurley“ buvo CŽA priedangos bendrovė, kuria agentūra naudojosi, įsigydama orlaivius ir sraigtasparnius savo slaptosioms oro linijoms, dar žinomoms „Air America“ pavadinimu. Vienu metu „King-Hurley“ taip pat finansavo psichofarmokologinius tyrimus Stanfordo universitete. Tačiau 1963 m. pradžioje iš Woody Bledsoe ji sulaukė visai kitokio pobūdžio pasiūlymo – jis siūlė atlikti „tyrimą, siekiant išsiaiškinti supaprastinto veido atpažinimo aparato pritaikomumą.“ Tęsdamas kartu su I. Browningu pradėtus kortežo metodo tyrimus, jis ketino išmokyti kompiuterį atpažinti 10 veidų. Kitaip tariant, jis norėjo sukurti kompiuteryje 10 skirtingų žmonių nuotraukų duomenų bazę ir pažiūrėti, ar kompiuteriui pavyktų atpažinti kitas tų pačių žmonių nuotraukas. „Vėliau nuotraukų skaičių būtų galima padidinti iki tūkstančių,“ – rašė Woody. Po kelių mėnesių „King-Hurley“ uždegė jam žalią šviesą.

Ambicingas tikslas – 10 nuotraukų

Dešimt nuotraukų šiandien gali pasirodyti labai menkas skaičius, tačiau 1963 m. tai buvo itin ambicingas tikslas. Šuolis nuo raidžių atpažinimo į veidų atpažinimą buvo milžiniškas. Iš pradžių reikėtų pasakyti, kad tais laikais nebuvo standartinio nuotraukų skaitmenizavimo metodo ir skaitmeninių atvaizdų duomenų bazių. Šiandien tyrėjai gali išbandyti savo algoritmus, naudodamiesi milijonais laisvai prieinamų asmenukių, bet „Panoramic“ būtų tekę kurti savo duomenų bazę nuo nulio, nuotrauka po nuotraukos.

Tačiau buvo ir dar rimtesnių problemų – trijų dimensijų gyvų žmonių veidai, skirtingai nuo dviejų dimensijų raidžių atvaizdų ant popieriaus, nėra statiški. To paties žmogaus atvaizdai gali skirtis dėl šiek tiek kitaip pasuktos galvos, kitokio apšvietimo ar fotografavimo kampo, be to, žmonės sensta, keičiasi jų šukuosenos – nerūpestingai vienoje nuotraukoje atrodantis žmogus kitoje gali būti labai susirūpinęs. Tarsi ieškotų bendro vardiklio itin sudėtingai trupmenų sekai, komanda turėjo kažkokiu būdu pašalinti visus skirtumus ir normalizuoti atvaizdus, kuriuos ketino lyginti. O su ta technika, kokią jie turėjo, tai padaryti toli gražu nebuvo paprasta. Vienas pagrindinių bendrovės kompiuterių buvo CDC 1604 su 192 KB RAM – maždaug 21 tūkst. kartų mažesne darbine atmintimi nei įprastas šiuolaikinis išmanusis telefonas.

Nuo pat pradžių gerai suprasdamas visus šiuos iššūkius, Woody pasirinko „skaldyk ir valdyk“ strategiją – suskaidė visą tyrimą į atskiras dalis ir paskirstė jas konkretiems „Panoramic“ specialistams. Vienas jaunas tyrėjas gavo užduotį išspręsti skaitmenizavimo problemą – jis fotografavo programoje dalyvaujančius žmones ant 16 mm foto juostos. Tuomet pasinaudojo I. Browningo sukonstruotu skeneriu, kad kiekvieną atvaizdą paverstų dešimtimis tūkstančių simbolinių ženklų, kurių kiekvienas turėjo tam tikrą šviesos intensyvumo vertę – nuo 0 (visiškai tamsu) iki 3 (visiškai šviesu) – tam tikroje atvaizdo vietoje. Tai buvo gerokai daugiau ženklų, nei kompiuteris galėjo vienu metu apdoroti, todėl jaunasis mokslininkas sukūrė programą NUBLOB, kuri suskaidė atvaizdus į atsitiktinio dydžio pavyzdžius ir kiekvienam iš jų, panašiai kaip kortežo atveju, suskaičiavo tam tikrą balą.

Tuo tarpu Woody, Helen Chan Wolf ir bendrovėje dirbęs studentas sėdo mąstyti, kaip kompensuoti galvos pakreipimą. Pirmiausia tiriamojo atvaizdo veido kairėje pusėje, nuo pat kaktos viršaus iki smakro, jie nupiešė keletą sunumeruotų mažų kryželių. Tuomet sudėjo du to paties asmens atvaizdus – vieną, kuriame jis žiūri tiesiai, o kitą – kur pasisukęs 45 laipsnių kampu. Išanalizavę, kur šie kryželiai atsidūrė šiuose dviejuose atvaizduose, jie vėliau galėtų ekstrapoliuoti, kaip atrodytų tas pats veidas, pasuktas 15 ar 30 laipsnių kampu. Galiausiai jie nuskenavo kryželiais sužymėtą juodai-baltą portretą ir kompiuteris jiems pateikė keistą, puantilistinį, bet neįtikėtinai tikslų persuktą vaizdą.

Šie sprendimai buvo išmoningi, tačiau jų nepakako. Praėjus 13 mėnesių nuo darbų pradžios „Panoramic“ komandai taip ir nepavyko išmokyti kompiuterio atpažinti bent vieną žmogaus veidą, jau nekalbant apie 10. Trys veiksniai – plaukų augimas, senėjimas ir besikeičianti mimika – buvo „neišsemiamas kintamumo šaltinis,“ – „King-Hurley“ pateiktoje ataskaitoje apie pasiektus rezultatus 1964 m. kovą rašė Woody. Jo teigimu, užduotis buvo „per sudėtinga net ir moderniausioms modelių atpažinimo ir kompiuterių technologijoms.“ Tačiau jis rekomendavo, kad būtų finansuojama daugiau tyrimų, leisiančių išbandyti „visiškai kitokį“ veido atpažinimo metodą.

Veido suskaidymas

Vėliau Woody ėmė manyti, kad perspektyviausias kelias automatizuoto veido atpažinimo link yra suskaidyti veidą iki ryšių tarp pagrindinių jo elementų – akių, ausų, nosies, antakių ir lūpų. Jo įsivaizdavimu, šis metodas turėjo būti panašus į prancūzų kriminologo Alphonse Bertillono 1879 m. pasiūlytą sistemą. A. Bertillonas žmogų apibūdino, remdamasis 11 pagrindinių matavimų, tarp kurių ir kairės pėdos ilgis bei atstumas nuo alkūnės iki vidurinio piršto galiuko. Jo idėja buvo grįsta mintimi, kad, atlikus pakankamai matavimų, kiekvienas asmuo tampa unikalus. Ir nors sistemos taikymas reikalavo kruopštaus darbo, rezultatai buvo akivaizdūs – 1897 m., kur kas anksčiau, nei buvo pradėta taikyti daktiloskopija, Prancūzijos žandarams pavyko nustatyti serijinio žudiko Josepho Vacherio tapatybę.

Visus 1965 m. „Panoramic“ stengėsi A. Bertillono sistemą pritaikyti automatizuotam veido atpažinimui. Komanda bandė sukurti programą, kuri atpažintų nosis, lūpas ir kitas veido dalis, analizuodama šviesesnes ir tamsesnes nuotraukos vietas, tačiau iš esmės šios pastangos nebuvo sėkmingos.

Todėl Woody ir H. C. Wolf ėmėsi analizuoti tai, ką jie patys vadino „žmogaus-mašinos“ metodu – priemonę, numatančią šiek tiek žmogaus pagalbos, atliekant šias užduotis. „Panoramic“ į pagalbą pasitelkė Woody paauglį sūnų Gregory ir jo draugą, kurių paprašė peržiūrėti 122 nuotraukas, vaizduojančias maždaug 50 žmonių, ir atlikti 22 matavimus, įskaitant ir ausies ilgį nuo viršaus iki apačios bei burnos plotį nuo vieno kampučio iki kito. Po to H. C. Wolf sukūrė programą šiems skaičiams apdoroti.

Užbaigus šį eksperimentą, kompiuteris pagal matavimus galėjo atrinkti tinkamą nuotrauką. Rezultatai kuklūs, bet nenuneigiami – H. C. Wolf ir Woody įrodė, kad A. Bertillono sistema veikia.

Kitas žingsnis, numatytas 1965 m. pabaigoje, buvo atlikti panašų, bet kur kas didesnės apimties eksperimentą, šį kartą panaudojant neseniai išrastą prietaisą, kuris, jų nuomone, turėjo žmogiškąją „žmogaus-mašinos“ metodo komponentę paversti kur kas efektyvesne. Pasinaudodami „King-Hurley“ finansavimu, jie įsigijo RAND vadinamą įrenginį – 18 tūkst. dolerių kainavusį prietaisą, kuris nors atrodė kaip šiandieninis skeneris, veikė panašiai kaip planšetė. Specialiu pieštuku tyrėjai galėjo ant jo piešti ir sukurti pakankamai didelės skiriamosios gebos kompiuteriu nuskaitomus vaizdus.

Woody su kolegomis paprašė kelių studentų paimti krūvelę dar nenaudotų nuotraukų ir, kiekvieną jų uždėjus ant RAND, specialiu pieštuku pažymėti svarbiausius elementus. Šis varginantis procesas buvo kur kas spartesnis nei anksčiau – studentams pavyko suvesti maždaug 2 tūkst. atvaizdų duomenis, tarp kurių buvo bent po dvi to paties veido nuotraukas. Jie dirbo maždaug 40 atvaizdų per valandą greičiu.

Nors ir turėdama kur kas didesnę duomenų bazę, Woody komanda susidūrė su tomis pačiomis problemomis. Kompiuteriui ir toliau iškildavo sunkumų dėl „veidą iškreipiančių ir drastiškai vidinius matavimus pakeičiančių“ šypsenų. Ne mažesnis iššūkis buvo ir senėjimas, ką patvirtino ir paties Woody veidas. Gavęs užduotį palyginti 1945 m. darytą Woody nuotrauką su 1965 m. fotografija, kompiuteris užstrigo. Plačiadante šypsena ir vešlia plaukų kupeta besipuikuojantis jaunuolis visiškai nepriminė rimto vidutinio amžiaus vyriškio retėjančiais plaukais. Atrodė, tarsi tai būtų du skirtingi žmonės.

Tam tikra prasme taip ir buvo. Tuo metu Woody jau buvo pavargęs nuo nesibaigiančių galimų „Panoramic“ kontraktų paieškų ir nuolatinio neaiškumo, kai „darbo arba per daug arba nėra visai.“ Bendrovės rėmėjams jis nuolat siūlė naujas idėjas, kai kurios jų dėl etinių sumetimų šiandien būtų laikomos abejotinomis. 1965 m. kovą – maždaug 50 metų anksčiau nei Kinija pradėjo naudoti veido modelio atitikties technologijas etniniams uigūrams Sindziango provincijoje identifikuoti – Woody Gynybos departamento Pažangių tyrimų projektų agentūrai (ARPA) (angl. Advanced Research Projects Agency) pasiūlė remti „Panoramic“ tyrimus, kurie padėtų iš veido bruožų nustatyti žmogaus rasinę kilmę. „Visame pasaulyje yra atlikta labai daug įvairios rasinės kilmės ir įvairioje aplinkoje gyvenančių žmonių antropologinių matavimų, – rašė jis. – Šie metų metus sunkiai rinkti išsamūs ir itin vertingi duomenys kol kas nebuvo tinkamai panaudoti.“ Iki šiol neaišku, ar ARPA sutiko šį projektą finansuoti.

Investavo šimtus tūkstančių

Aišku tik tai, kad Woody į „Panoramic“ projektus investavo šimtus tūkstančių savų dolerių, neturėdamas jokių garantijų, kad bent dalis jų sugrįš. Tuo tarpu jo draugai Teksaso universitete ragino jį pereiti dirbti pas juos, žadėdami pastovų atlyginimą. 1966 m. Woody išėjo iš „Panoramic“, netrukus po to bendrovė nutraukė veiklą.

Neprarasdamas vilties sukurti išsvajotąjį žmogaus savybėmis pasižymintį kompiuterį, Woody su šeima persikėlė į Ostiną, kad galėtų daugiau dėmesio skirti automatizuoto mąstymo studijoms ir dėstymui. Tačiau su veidų atpažinimo technologijomis susiję tyrimai dar toli gražu nebuvo baigti – atvirkščiai, artėjo jų kulminacija.

1967 m. Woody sutiko atlikti dar vieną su žmogaus veido atpažinimo modeliais susijusią užduotį. Eksperimento tikslas buvo sudaryti teisėsaugos institucijoms galimybes greitai peržiūrinėti nusikaltėlių nuotraukų ir portretų duomenų bazes.

Kaip ir ankstesnius jo projektus, šį taip pat finansavo JAV vyriausybė. 2005 m. paviešintame 1967 m. CŽA dokumente minimas „išorinis rangovas“ veido atpažinimo sistemai, kuri gerokai sutrumpintų paieškos laiką, kurti. Šį kartą finansavimas buvo skiriamas per fizinį asmenį, kuris veikė kaip tarpininkas. Elektroniniu paštu paprašytas pakomentuoti situaciją, buvęs tarpininkas atsisakė.

Pagrindinis Woody bendradarbis šiame projekte buvo Stanfordo tyrimų instituto Taikomosios fizikos laboratorijos tyrimų inžinierius Peteris Hartas. Woody ir P. Hartas pradėjo nuo maždaug 800 atvaizdų duomenų bazės – po dvi „400 baltųjų vyrų“ spaudos kokybės nuotraukas. Naudodamiesi RAND planšete, jie užfiksavo po 46 koordinates kiekvienai nuotraukai, tarp jų po 5 ant abiejų ausų, 7 ant nosies ir po 4 ant abiejų antakių. Remdamiesi ankstesne Woody patirtimi, tyrėjai pasinaudojo matematine lygtimi, kad visus nuotraukose esančius žmones pasuktų taip, kad jie žvelgtų tiesiai. Tada, kad kompensuotų mastelio skirtumus, jie padidino arba sumažino kiekvieną atvaizdą, standartiniu dydžiu laikydami atstumą tarp akių vyzdžių.

Kompiuterio užduotis buvo įsiminti po vieną kiekvieno veido atvaizdą ir, pasinaudojant juo, atpažinti kitą to paties žmogaus nuotrauką. Woody ir P. Hartas pasiūlė įrenginiui dvi galimas metodikas. Pirmuoju atveju kompiuteris suskaidydavo veidą į atskirus bruožus – kairysis antakis, dešinioji ausis ir pan. – ir lygindavo atstumus tarp jų. Antruoju atveju buvo naudojami 22 matavimai, kuriais remiantis, spėjama apie bendrą vaizdą.

Galiausiai abi programos su šia užduotimi tvarkėsi pakankamai neblogai. Svarbiausia, paaiškėjo, kad kompiuteris šioje srityje gerokai lenkia identiškas užduotis atliekantį žmogų. Kai Woody ir P. Hartas paprašė 3 žmonių poromis sudėlioti 100 atvaizdų, net ir sparčiausiai dirbęs asmuo sugaišo apie 6 valandas. CDC 3800 kompiuteris panašią užduotį atliko per 3 minutes – taip buvo „gerokai“ sutrumpintas paieškos laikas. Žmonėms geriau sekėsi spręsti tokias problemas, kaip galvos pasukimas ar prasta nuotraukos kokybė, tačiau kompiuteris kur kas sėkmingiau identifikuodavo dėl senėjimo atsiradusius skirtumus. Galų gale buvo prieita prie išvados, kad kompiuteris „nurungia“ arba „beveik visais atvejais nurungia“ žmogų.

Tai buvo didžiausia sėkmė, kokios Woody pasiekė veido atpažinimo tyrimuose. Kartu tai buvo ir paskutinis šia tema jo parašytas straipsnis. Dėl „su vyriausybe susijusių priežasčių“ jis niekuomet nebuvo paviešintas.