کاربردهای تشخیص چهره در هوش مصنوعی

شما در این مقاله یاد می گیرید که چگونه برنامه های تشخیص چهره حوزه هایی مثل خرده فروشی، امنیت و موارد دیگر را متحول می کنند. در مورد مزایا، محدودیت ها و مسائل اخلاقی در تشخیص چهره نیز یک دید کلی بدست خواهید آورد.

تصور کنید به محل کار رسیده اید. وقتی وارد دفتر می شوید، یک دوربین به سرعت از صورت شما عکس می گیرد. در پشت صحنه، تکنیک های پیشرفته بینایی کامپیوتری دست به کار می شوند. در ابتدا، تشخیص شی برای تشخیص اینکه یک چهره در تصویر وجود دارد استفاده می شود. سپس، نقاط کلیدی صورت شما از قبیل فاصله بین چشمان شما، شکل بینی و انحنای خط فک شما را ترسیم می کند. این جزئیات یک کد دیجیتالی منحصر به فرد به نام «پرینت چهره» را ایجاد می کند.

سپس چهره شما با پایگاه داده ای از چهره های کارمندان مقایسه می شود تا هویت شما تایید شود. این موضوع یک فرآیند سریع و راحت است که به شما امکان می‌دهد تا بدون نیاز به کارت شناسایی یا اسکن اثر انگشت بدون هیچ زحمتی وارد شوید. لازم به ذکر است که تشخیص چهره فقط برای حضور در محل کار استفاده نمی شود و در بسیاری از زمینه های دیگر زندگی ما  نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

در این مقاله، کاربردهای تشخیص چهره در صنایع مختلف را بررسی خواهیم کرد. همچنین در مورد مزایا و مسائل اخلاقی که به تشخیص چهره مرتبط می شود بحث خواهیم کرد.

مزایای تشخیص چهره

بیاید قبل از اینکه به کاربردهای مختلف تشخیص چهره بپردازیم مزایای آن را مورد بررسی قرار دهیم. روش‌های سنتی شناسایی و امنیت، مانند کارت‌های شناسایی، رمز عبور و چک‌های دستی، اغلب با مشکلاتی از قبیل تاخیر، خطرات کلاهبرداری و موارد دیگر همراه هستند.

فناوری تشخیص چهره با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته برای شناسایی سریع و دقیق افراد این چالش ها را برطرف می کنند. تشخیص چهره امنیت را بهبود می بخشد و بسیاری از کارها را سریع تر و آسان تر می کند.

در اینجا به تعدادی از مزایای کلیدی اشاره می کنیم:

امنیت بهتر: تشخیص چهره با شناسایی دقیق افراد و کاهش احتمال دسترسی غیرمجاز، به ایمن نگه داشتن یک مکان کمک می کند.

سهولت: تشخیص چهره وظایف روزمره را مانند ثبت ساعت در کار، باز کردن قفل گوشی و انجام پرداخت را آسان تر کرده و ما را از کارت های شناسایی فیزیکی و رمزهای عبور راحت می کند.

انجام سریع تر فرایندها: این فناوری به فرایند شناسایی و اعتبار سنجی سرعت می بخشد و باعث می شود کارها در فرودگاه ها، محل های کار و مغازه ها سریع تر انجام شوند.

تجربه خرید بهتر: در خرده فروشی تشخیص چهره می تواند فرایند خرید را با پیشنهاد دادن موارد اختصاصی برای شما شخصی سازی کند و باعث شود با سریع تر انجام شدن فرایند checkout  تجربه خرید دلپذیرتری داشته باشیم.

یک مزیت جالب دیگر این است که تشخیص چهره می تواند سیستم های هوش مصنوعی را با بهره گیری از اتوماتیک کردن فرایند های مختلف بهبود دهد. اگر شما هوش مصنوعی را در عملیات تجاری خود ادغام کنید، تشخیص چهره که یک برنامه بینایی کامپیوتری است می تواند سیستم شما را به سطح بالاتری ارتقا دهد. برای مثال، تشخیص چهره می تواند به عملیات نظارت با بررسی انطباق با پروتکل های ایمنی در تولید کمک کند، مانند بررسی اینکه آیا کارگران خاصی از تجهیزات ایمنی مورد نیاز مانند کلاه ایمنی، عینک و سایر تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) استفاده می کنند یا خیر.

نگاهی کوتاه به تشخیص چهره در طول سالیان گذشته

در دهه 1990، فناوری تشخیص چهره با تکنیک هایی مانند رویکرد Eigenface، که از روش های ریاضی ساده برای تشخیص چهره ها استفاده می کرد، رایج شد. با این حال، این روش‌های اولیه در موقعیت‌های دنیای واقعی قابل اعتماد نبودند، زیرا با تغییرات در نور، حالات چهره و زاویه دچار مشکل می شدند.

در اوایل دهه 2000، روش‌های جدیدی با استفاده از ویژگی‌های محلی، مانند فیلترهای گابور و الگوهای باینری محلی (LBP) توسعه یافتند. این روش‌ها در کنترل تغییرات ظاهری صورت بهتر بودند، اما همچنان محدودیت‌هایی داشتند و همیشه به اندازه کافی دقیق نبودند.

یک پیشرفت بزرگ در اوایل دهه ۲۰۱۰ با ظهور یادگیری عمیق، به ویژه شبکه‌های عصبی کانولوشنال (CNN) رخ داد. روش‌های پیشرفته‌ای مانند DeepFace و DeepID از چندین لایه پردازش برای یادگیری ویژگی‌های دقیق چهره‌ها استفاده می‌کنند. روش‌های یادگیری عمیق، سیستم‌های تشخیص چهره را بسیار دقیق‌تر و قابل اعتمادتر کرده‌اند و آنها را برای بسیاری از کاربردهای دنیای واقعی موثر می‌سازند.

کاربردهای تشخیص چهره در صنایع مختلف

فناوری تشخیص چهره به سرعت در حال رشد است و انتظار می رود تا سال ۲۰۲۸ به ۱۳.۴ میلیارد دلار در سطح جهان و با نرخ رشد ۱۶.۳ درصد در هر سال  برسد. در واقع، از سال ۲۰۱۷ تا ۲۰۱۹، ۶۴ کشور استفاده از نظارت با بهره گیری از هوش مصنوعی و با تشخیص چهره را آغاز کردند. یکی از دلایلی که تشخیص چهره به سرعت مورد استفاده قرار می‌گیرد این است که می‌توان آن را در بسیاری از صنایعی که شناسایی چهره انسان در آن‌ها بسیار مهم است، به کار برد. بیایید به صورت جزئی تر چند کاربرد را بررسی کنیم.

برخی موارد استفاده از تشخیص چهره:

شناسایی چهره در فروشگاه های خرده فروشی

در خرده فروشی، تشخیص چهره نحوه عملکرد فروشگاه ها را تغییر می دهد و عملیات خرید را آسان تر و شخصی سازی می کند. اکنون فروشگاه‌ها می‌توانند مشتریان همیشگی را تشخیص دهند و توصیه‌های شخصی‌شده را بر اساس خریدهای قبلی‌آن ها ارائه دهند. شناسایی چهره خرید را لذت‌بخش‌تر ساخته و مشتریان را تشویق می‌کند که مجددا از این فروشگاه خرید کنند. مشتریان همچنین می توانند از تشخیص چهره برای پرداخت در هنگام خرید استفاده کنند و نیازی به پول نقد یا کارت نداشته باشند.

یک نمونه خوب بزرگترین گروه خرده فروشی مواد غذایی روسیه با نام X5 است. در مارس 2021، X5 شروع به استفاده از سیستم پرداخت تشخیص چهره با Visa و Sberbank کرد. مشتریان می توانند با نگاه کردن به یک دوربین سه بعدی عملیات پرداخت را انجام دهند. این سیستم با سرعت بخشیدن به فرآیند پرداخت و تسویه حساب، زمان انتظار را کاهش داده و این امر مدیریت صف فروشگاه‌ها را آسان‌تر می‌کند.

یکی از بزرگترین مزایای فناوری تشخیص چهره این است که امنیت را بهبود می بخشد. در گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های شخصی، راهی سریع و ایمن برای باز کردن قفل صفحه‌نمایش فراهم می‌کند. با استفاده از تشخیص چهره، دستگاه‌ها می‌توانند مطمئن شوند که فقط کاربران مجاز می‌توانند به اطلاعات حساس دسترسی داشته باشند، و نفوذ افراد غیرمجاز را سخت‌تر می‌کند. در مقایسه با رمزهای عبور سنتی یا کدهای پین که قابل حدس زدن یا سرقت هستند، یک لایه امنیتی اضافی بیشتر را اضافه می‌کند.

تشخیص چهره همچنین به طور گسترده در سیستم های نظارتی برای نظارت بر فضاهای عمومی استفاده می شود. دوربین های امنیتی با تشخیص چهره می توانند افراد را در زمان واقعی شناسایی کرده و به مقامات کمک کنند تا به سرعت تهدیدات احتمالی را شناسایی کنند. به عنوان مثال، تشخیص چهره می تواند مجرمان شناخته شده یا افراد گمشده را در رویدادهای بزرگ پیدا کند و این مکان ها را ایمن تر کند. مشاغل و ساختمان های دولتی نیز از تشخیص چهره برای کنترل دسترسی به مناطق ممنوعه استفاده می کنند. این امر ضمن افزایش امنیت، بررسی هویت را سریعتر و قابل اعتمادتر می کند.

تشخیص چهره در فرودگاه

 نحوه کار فرودگاه ها با استفاده از تشخیص چهره تغییر می کند. در هنگام ورود، مسافران می توانند از تشخیص چهره برای تأیید سریع و ایمن هویت خود استفاده کنند. چهره مسافر در مدارک سفر با چهره او مقایسه می شود. فرایند بررسی های امنیتی و سوار شدن به هواپیما نیز روان تر می شوند. مسافران نیازی به ارائه چندین مدرک شناسایی ندارند. در عوض، آنها فقط می توانند به دوربین نگاه کنند. این باعث می شود کل تجربه سفر راحت تر شود.

از همین سیستم تشخیص چهره در فرآیندهای مهاجرت در فرودگاه ها نیز استفاده می شود. این امر تأیید هویت را دقیق تر می کند، روند مهاجرت را سرعت می بخشد و گلوگاه ها را کاهش می دهد. گمرک و حفاظت مرزی ایالات متحده (CBP) فناوری تشخیص چهره را در ۲۳۸ فرودگاه مستقر کرده است. خطوط هوایی بزرگ ایالات متحده مانند دلتا، امریکن و یونایتد، تشخیص چهره را در مراحل مختلف سفر مسافر، از ورود به هواپیما تا سوار شدن به هواپیما اعمال کرده‌اند. تا سال ۲۰۲۵، انتظار می‌رود که بیش از ۵۳ درصد فرودگاه‌ها در سراسر جهان از بیومتریک در پست‌های بازرسی امنیتی استفاده کنند.

وقتی می گوییم که تشخیص چهره روند بررسی های امنیتی را سرعت می بخشد منظور ما فقط چند دقیقه نیست. یک مطالعه  که در فرودگاه دوبلین انجام شده است نشان داد که درصد مسافرانی که در عرض ۳۰ دقیقه پردازش می‌شوند از ۶۵ درصد به ۸۷ درصد افزایش یافته است. بسیاری از مسافران نیز همچنین از کاهش زمان انتظار و عدم نیاز به ارائه مدارک شناسایی احساس رضایت دارند. بر اساس یک نظرسنجی، ۷۳ درصد از مسافران استفاده از شناسایی بیومتریک را به روش های سنتی ترجیح می دهند.

بررسی مسائل اخلاقی تشخیص چهره

با متداول تر شدن فناوری تشخیص چهره، نگرانی های اخلاقی مهمی ایجاد شده است که باید مورد توجه قرار گیرد و در صدر این نگرانی ها بحث حریم شخصی است. این سیستم ها اطلاعات شخصی زیادی مانند تصاویر دقیق از چهره افراد را جمع آوری و ذخیره می کنند. این داده ها می توانند هویت و اطلاعات حساس فرد مانند جنسیت، سن و حتی وضعیت سلامتی را نشان دهند. این خطر وجود دارد که از این داده ها سوء استفاده شود، چه از طریق دسترسی غیرمجاز یا به اشتراک گذاری این اطلاعات که تهدیدی جدی برای حریم خصوصی افراد است.

نگرانی بزرگ دیگر غرض ورزی و انصاف است. بسیاری از سیستم های تشخیص چهره برای همه به صورت یکسان عمل نمی کنند. آنها اغلب برای گروه های خاصی مانند زنان و رنگین پوستان عملکرد بدتری دارند. مجموعه داده‌های مورد استفاده برای آموزش این سیستم‌ها اغلب فاقد تنوع بوده و نسبت به جمعیت‌های خاصی از افراد غرض ورزی دارند. به عنوان مثال، مطالعات نشان داده است که سیستم‌های تشخیص چهره هنگام شناسایی افراد با پوست تیره‌تر در مقایسه با افراد با پوست روشن‌تر، خطاهای بیشتری انجام می‌دهند. در زمینه هایی مانند اجرای قانون و استخدام نیز سیستم ممکن است ناعادلانه عمل کرده و غرض ورزی داشته باشد.

از سال ۲۰۱۷  تا ۲۰۱۹، ۶۴ کشور استفاده از سیستم های تشخیص چهره را برای اهداف نظارتی آغاز کردند. استفاده گسترده از سیستم های تشخیص چهره مسائلی را در مورد آزادی های مدنی ایجاد می کند. برای رسیدگی به این نگرانی‌های اخلاقی، حفاظت موثر از حریم خصوصی، مانند رمزگذاری داده‌ها و کنترل‌های دسترسی دقیق، برای حفاظت از اطلاعات شخصی ضروری است. همچنین آموزش سیستم های تشخیص چهره بر روی مجموعه داده های متنوع برای کاهش غرض ورزی و بهبود انصاف امری بسیار مهم است. مقررات و سیاست‌های واضح می‌توانند به حاکمیت استفاده از تشخیص چهره کمک کنند و اطمینان حاصل کنند که از تشخیص چهره به طور مسئولانه و اخلاقی و در عین حال با احترام به حقوق و آزادی‌های مردم استفاده شود.