» «
ראיית מכונה
מהי ראיית מכונה?



ראיית מכונה (Machine vision) היא יישום של ראייה ממוחשבת לבקרת מכונות, רובוטים ותהליכים שונים. ראיית המכונה היא חלק מתחום הלמידה הממוחשבת, ענף בתחום הבינה המלאכותית שמאפשר למחשבים יכולת לזהות תבניות בנתונים חזותיים, ויזואליים. הם עושים זאת על סמך נתונים קודמים ותוך התבססות על חוקים שנוצרו מקבוצות נתונים שבהם נתקלו מחשבים בעבר.

הדוגמה הכי בולטת שבה אולי נתקלתם, של ראיית מכונה (Machine vision), היא הטכנולוגיה שמאפשרת לדפי פייסבוק לזהות פרצופים בתמונות בעצמם. כך גם פועלים מנועי חיפוש תמונות, שיודעים לאתר תמונות לפי התוכן שבתוכן, כמו תמונות עם בית, תמונות בצבעי אדום-ירוק וכדומה.

בהרבה מקרים ראיית מכונה משתמשת בדימוּת, כלומר היא לא משתמשת דווקא במידע שהתקבל ממקורות אופטיים לצורך הניתוח, אלא במידע אחר.

השימושים של ראיית המכונה הם מגוונים כבר היום ונעים מהנחייה ובקרה של רובוטים, דרך אמצעי ראייה לכבדי ראייה ועיוורים ועד ליישומים כבדים כמו פיקוח תעשייתי על תהליכי ייצור במפעלים, צפיית בעיות בריאות באמצעות חיישנים רפואיים אישיים, פיתוח של מנועי חיפוש ויזואליים מתקדמים, המשתמשים בראיית מכונה וכאמור גם זיהוי פנים בתמונות וסרטים.

העתיד מבטיח יישומים מרגשים בהרבה. דמיינו את הסמארטפונים של העתיד, שיצויידו בבינה מלאכותית ויוכלו לעשות פעולות חכמות במיוחד עם המידע הויזואלי שהצטבר בתמונה שצילמתם במצלמת הטלפון, דמיינו רחפנים שמזהים ונמנעים ממכשולים כדי להביא משלוחים ללקוחות מבלי להישדד בדרך, דמיינו מערכות רמזורים והכוונת תנועה שחוזות פקקי תנועה ומשחררות אותם לבד, רובוטים מאבטחים ש"רואים" בני אדם ומזהים מיידית מבוקשים, חשודים וכדומה. אלה רק דוגמאות קטנות. למעשה, המהפכה התעשייתית הרביעית מתקיימת כבר עתה על ראיית מכונות.

אז אם ראיית המכונה מאפשרת למחשבים לראות את העולם, היא תאפשר למחשבים למצוא בו דפוסים ותבניות שיוצרים הגיון ולפעול כדי להפוך אותו למקום טוב ובטוח יותר.


איך מחשבים יכולים לראות ולהבין תמונה (מתורגם):

https://youtu.be/2hXG8v8p0KM


השימושים בטכנולוגיה של ראיית המכונה:

https://youtu.be/luuLcY30fQQ


ראיית מכונה היא הכרחית למכוניות האוטונומיות של העתיד, למשל מכונית העתיד ללא נהג הזו:

https://youtu.be/0DS9PY6iaxE


השפעת הראיית המכונה על התעשייה החדשה - זו שכבר נקראת תעשייה 4.0:

https://youtu.be/9FyPV59Q7-Q


אפליקציה לזיהוי ומידע על מוצרים בראיית מכונה:

https://youtu.be/uNy6Nt4F13o


זרוע רובוטית עם ראיית מכונה:

https://youtu.be/H01QG_EAMyw


וסרטון תיעודי על ראיית מחשב (Computer Vision):

https://youtu.be/eQLcDmfmGB0?long=yes
מערכת זיהוי תווי פנים
מהו זיהוי פנים?



ממצלמות אבטחה במרחב הציבורי, דרך מצלמות מעקב המתעדות מיליוני אנשים בערים ובדרכים ועד לסוכנויות המעקב הממשלתיות, לאחרונה נראה שהיא בכל מקום. מדובר בטכנולוגיית זיהוי פנים (Facial recognition), המבוססת. על היא יכולת טכנולוגית מבוססת אלגוריתם, או תוכנה, שמסוגלת לזהות אדם על פי צילום דיגיטלי שלו, אם בתצלום ואם בסרט וידאו. מערכות זיהוי פנים רבות מתיימרות כיום לעשות זאת באופן אוטומטי.

אחת השיטות לזיהוי פנים היא על ידי השוואת תכונות תווי הפנים שבתמונה לתמונות שמאוחסנות במאגר נתונים. אלגוריתם פשוט למד כבר מזמן לזהות בזמן צילום דיגיטלי, פנים אנושיות וכך עשה פוקוס עליהם, כדי שהפנים לא יצאו מטושטשים.

בשנים האחרונות הפכו האלגוריתמים של זיהוי פנים מדויקים מבעבר. הם מאפשרים לעבד כמויות אדירות של מידע, במהירות וביעילות, כשהם נעזרים במאגרי נתונים ענקיים המכילים את פניהם של אזרחים רבים.

המדהים הוא שהרשתות החברתיות מהוות כיום את מאגר הנתונים הגדול מאי-פעם, כשלכל צילום מתווספים מיידית שמות המצולם ופרטים מזהים רבים. המרכזיות של המדיה החברתית בחיינו מהווה סיכון לא קטן לפרטיות שלנו וזה יילך ויתחדד, ככל שיימצאו שימושים חדשים לטכנולוגיות הללו.

כל השחקנים הטכנולוגיים הגדולים כבר שם. אם זו פייסבוק, שמזהה את חבריך בתמונות שהעלית לקיר שלך, או גוגל שמזהה לבעלי סמארטפונים את פניהם של המצולמים בתמונות שבנייד האנדרואיד שלהם. מיקרוסופט, שהצליחה לפתח אלגוריתמים לשלטים שמזהים את המתבונן ומציעים לו פרסומות מטורגטות, כלומר פרסומות שונות לכל אדם ומותאמות לנושאים שבהם הוא מתעניין, בצורה די דומה לפרסומות בדפדפן, שמתאימות את עצמן לחיפושים שלך במנוע החיפוש. מוצר אחר של מיקרוסופט המשתמש בזיהוי פנים, הוא מצלמה שמסוגלת להבחין בין תאומים זהים ולזהותם על אף הדימיון הרב ביניהם.

מערכות זיהוי פנים משמשות כיום לאבטחה, לזיהוי החברים המצולמים ברשתות חברתיות ולמעקב אחרי פושעים וטרוריסטים במקומות ציבוריים. לעתים קרובות הן מופעלות ביחד עם טכנולוגיות משלימות, שכן זיהוי פנים היא חלק מתחום הזיהוי הביומטרי. טכנולוגיות נוספות שמשמשות בזיהוי ביומטרי הן זיהוי טביעות אצבע, זיהוי דנ"א וזיהוי קשתית העין.


כך אנו מזהים פנים (עברית):

https://youtu.be/mTSsCYob9mo


זיהוי פנים טכנולוגי:

https://youtu.be/wve5JWX7yoc


זיהוי פנים כאמצעי תשלום (עברית):

https://youtu.be/9yyeH6CK5xk


על זיהוי פנים ופרטיות (עברית):

https://youtu.be/fU3OMXLAKNk


טכנולוגיית האבטחה שמתבססת על זיהוי פנים:

https://youtu.be/9k-rTVfLesQ


מראת הפלא שמזהה בין השאר רגשות של המתבונן בה:

https://youtu.be/uN1yB17S2bk


נראה שזיהוי הפנים של חלונות 10 לא מתבלבל בין תאומים זהים:

https://youtu.be/J1NL246P9Vg


ויש גם זיהוי פנים מעט מביך כמו אלגוריתם שמבטיח לזהות את הגיל של המצולם:

https://youtu.be/Wi8DLKPQqJ0
מחשוב קוגניטיבי
מהו המחשוב הקוגניטיבי?



יתכן ששאלתם את עצמכם פעם איך זה שהמחשבים המשוכללים והמהירים כל כך יכולים לבצע כיום משימות שלא ייאמנו, אבל לא מסוגלים לבצע דברים שאפילו תינוקות עושים בקלות. מזיהוי אנשים ועד להבנת השפה המדוברת, דרך למידה מטעויות או הבנת ההקשר בשיחה, להסיק מסקנות ועוד, יש לא מעט דברים שבני אדם מקבלים כמובנים מאליהם ואף כפשוטים, בעוד המחשב מתקשה בהם מאד.

בדיוק לשם כך נוצר תחום חשוב במדעי המחשב. מחשוב קוגניטיבי (cognitive computing) הוא תחום בתוכנה המדמה את החשיבה האנושית. מדובר בתוכנות שאמורות להיות מסוגלות לבנות ולנתח ידע, לבצע תהליך ארוך ומשמעותי של למידה עצמית, להבין את המידע לעומקו, לנתח טקסטים בצורה תבונית ולתקשר עם בני אדם בדרך שמבינה מצבי רוח, הקשרים חברתיים ואישיים ועוד, בקיצור כל דבר מהמרכיבים הקטנים של השפה האנושית ועד לסתם ללמוד מהניסיון.

במחשוב הקוגניטיבי מנסים לשלב בין יכולות שונות, שחלקן בפיתוח כבר שנים רבות. למידת מכונה, כריית מידע, זיהוי עצמים ייחודיים בתמונות, עיבוד שפה טבעית או איתור של דפוסים ותבניות במידע גולמי - כל אלה ואחרות אמורות לאפשר יצירה של מחשב שיכול לחקות את הדרך בה המוח האנושי עובד ולהפיק תוצאות ברמה גבוהה במיוחד.

אם זה מזכיר לכם תחומים כמו אינטליגנציה מלאכותית או למידת מכונה, זה לא מקרה. מדובר בתחומי מחקר קרובים ומשיקים בהרבה מובנים.

מטרת החוקרים והמהנדסים העוסקים בתחום המחשוב הקוגניטיבי להביא לכך שבעתיד יוכלו מחשבים לבצע משימות פשוטות עבור בני-אדם, כמו חשיבת מומחה והבנת השפה האנושית. כמובן שבצד פעולות "אנושיות" אלה ישלבו המחשבים גם את יכולותיהם המסורתיות כמו עיבוד נתונים בכמויות עצומות, מה שמוכר מתחום הביג דאטה, על מנת להפוך ליועצים נבונים לאנשי מקצוע בתחומים שונים, מרפואה ועד מדע והייטק.

יישומים נוספים שמצפים לפתח בעזרת מחשבים קוגניטיביים הם מערכות תקשורת בשפה טבעית, "נהגים ממוחשבים" ברכבים אוטונומיים (מכונית ללא נהג), עיבוד סמנטי, מנועי חיפוש שלומדים ועוד.


הנה המחשוב הקוגניטיבי המודרני:

https://youtu.be/h22n80aT2FY



מצגת וידאו שמראה מה מאפשרות מערכות מחשוב קוגניטיביות:

https://youtu.be/1mPO-rXcmaw


מומחים מחברת יבמ מסבירים על העתיד של המחשוב הקוגניטיבי:

https://youtu.be/xRamODPdU1U


עולם זיהוי העצמים הממוחשב (מתורגם):

https://youtu.be/Cgxsv1riJhI?long=yes


והאם אנו מתקרבים למחשבים עם תודעה:

https://youtu.be/JTOMNkZJRao?long=yes
מערכת זיהוי תווי פנים
איך מלמדים מחשבים לזהות פנים?
איך מאמנים מכונות לראות ולזהות פנים?


יותר ויותר מדברים כיום על "האח הגדול", שעוקב אחרי כל אחד מאיתנו ויודע עלינו יותר ויותר. אנשים מתפלאים כיצד הוא מזהה בכל רגע נתון את מקומנו, מי אנחנו בתמונות הפרטיות שלנו ובפוסטים החברתיים ואם אנחנו מתכננים פשע או מותר לנו לבצע עיסקה מסחרית.

אבל כיצד זה מתבצע?

הדרך לזהות אותנו בכל מקום היא ללמד מחשבים לעשות זאת. מדובר במה שנקרא טכנולוגיית זיהוי פנים. כל מחשב כזה מחובר למצלמות שמראות לו פנים והמחשב מזהה אותנו לעומת אחרים.

השיטה מתחילה בללמד תוכנה לזהות אנשים. מזינים אליה מאגר תמונות ענקי ו"מלמדים" אותה מהם פנים ומה לא. עושים זאת בסימון הטעויות שלה, מה שמשפר כל הזמן את יכולותיה. ככל שהמאגר הוא גדול וכוח המיחשוב רב, המכונה תלמד טוב יותר ומהר יותר לזהות פנים.

ככל שהמאגר מגוון, לעומת זאת, המכונה תלמד לזהות יותר סוגי פנים. בתחילת הדרך המאגרים לא היו מגוונים מספיק, מה שגרם לכך שיכולות המחשבים והבינה המלאכותית לזהות נשים, או בני מיעוטים שאינם לבנים, היו נמוכות מאוד.

ככל שהמכונה תלמד מהם פנים, ניתן יהיה להזין אליה את התמונות של כולנו וללמד אותה לזהות אנשים ספציפיים. אז לממשלות ולגופי ביטחון יש מאגרים כאלה, מתצלומי תעודות הזהות שלנו, אבל לגופים אחרים יש בעיה.

אז המצב הזה של ראיית מכונה (Machine vision) הולך ומשתפר דווקא תודות למאגרים העצומים של הרשתות החברתיות. כך תורמת למשל הטכנולוגיה שמאפשרת לדפי פייסבוק לזהות את הפרצופים בתמונות, גם לטובת זיהוי מגוון יותר וחכם יותר.


כך מאמנים מודלים ממוחשבים לזהות פנים (מתורגם):

https://youtu.be/Cgxsv1riJhI


כיום הטכנולוגיה של זיהוי הפנים פועלת גם על פנים בתנועה:

https://youtu.be/kKaU6JFRu5g


כך פועלת טכנולוגיית זיהוי הפנים בתוכנה:

https://youtu.be/X7_ojlEXnWc


אפליקציות רבות משתמשות ביכולת זיהוי פנים:

https://youtu.be/NiKc1z4kOMM


זה מאפשר לענקיות רשת ומסחר לזהותכם ולגופי ביטחון למנוע פשעים וטרור, לאפשר כניסה למתחמים ועוד:

https://youtu.be/wve5JWX7yoc


והרצאת וידאו מעולה על ראיית מכונה שתסייע לכבדי ראיה לראות (מתורגם):

https://youtu.be/c-0ckmzlypA?long=yes

זיהוי עצמים

ניסוי החתולים
מהו ניסוי החתולים של גוגל?



כשרוצים ללגלג על יוטיוב והרשת, תמיד מדברים על סרטונים טפשיים של חתולים. אבל האמת היא שניתן לעשות באמצעותם לא מעט. בשנת 2012 הצליחה חברת גוגל להוכיח את היכולת של מערכת הלמידה העמוקה שלה באופן משמעותי. לאחר שהוכיחה שצפייה ב-10 מיליון תמונות מסרטוני יוטיוב, הביאה אותה ליכולת טובה פי שניים מניסיונות קודמים בזיהוי עצמים כמו חתולים בתמונות.

בכך הצליחה לראשונה תוכנה חכמה לחבר באופן לוגי בין תמונה למילה. היכולת לזהות באופן עצמאי את הקשר בין המידע הויזואלי למילה חתול הוא שלב מרשים בצעידה לכיוון של הבינה המלאכותית והלמידה העמוקה. במדעי המוח מזוהה שלב זה עם שלב דומה בלמידה של התינוק. בשלבי הלמידה הראשונים שלו הוא לומד לזהות עצמים עם מילים שלמד מהוריו.


הנה תיאור הניסוי של הלמידה העמוקה בגוגל לזהות חתולים בסרטונים:

https://youtu.be/TK4qLwTye_s


הומור סרקסטי על העובדה שהמוח של גוגל יהפוך בסוף לטיפש מעודף צפייה בסרטוני חתולים ברשת:

https://youtu.be/lWijWH8VnlA


והרצאת טד עם ראייה חכמה וההתקדמות המדהימה שלה (מתורגם):

https://youtu.be/40riCqvRoMs?long=yes


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.