» «
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.


הנה 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.


הנה זיהוי פנים:

https://youtu.be/wve5JWX7yoc


זיהוי פנים כאמצעי תשלום:

https://youtu.be/9yyeH6CK5xk


על זיהוי פנים ופרטיות:

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
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. 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 זה עובד כמובן גם עם פנים בתנועה:

https://youtu.be/kKaU6JFRu5g


כך זה עובד בתוכנה:

https://youtu.be/X7_ojlEXnWc


אפליקציות רבות משתמשות ביכולת הזו:

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
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


והנה לגלוג מסוים על העובדה שהמוח של גוגל יהפוך בסוף לטיפש מעודף צפייה בסרטוני חתולים:

https://youtu.be/lWijWH8VnlA

ראיית מכונה

ראייה ממוחשבת
מהי ראייה ממוחשבת?



ראייה ממוחשבת (Computer Vision) היא יכולת של מערכת מבוססת מחשב לעבד תמונות או וידאו. במערכות ראייה ממוחשבת עושים שימוש במגוון תחומים, מזיהוי פנים, זיהוי מבנים, מיפוי, מדידה, שיפוץ תמונות, לרוב לצרכים אסתטיים ועוד.

מכשירים סלולאריים ורובוטים נעזרים בראייה ממוחשבת כדי לראות ולהבין, ממש כמו בני אדם, את סביבתם. הם מצוידים ביכולת לנתח את המרכיבים החזותיים שנקלטו במערכת הראייה מבוססת החיישנים שלהם.


זוהי טכנולוגיית הראייה הממוחשבת:

https://youtu.be/zLkz6ljKtyw


כך ניתן להשתמש בראייה ממוחשבת לשימושים שונים:

https://youtu.be/ObIjxA9vCR8?t=15s


מכשיר הקינקט הכיל שבב זיהוי תנועה עם ראייה ממוחשבת ועשה פלאים:

https://youtu.be/jGJh63sV66A


הנה "Alice" טכנולוגיית ניתוח הסביבה של חברת פרינגפיי (Fringefy):

https://youtu.be/UeH09CfBsqE


והרצאה שלמה על ראייה ממוחשבת:

https://youtu.be/hG5tRy3FEWI?t=1m14s?long=yes
חיישן טביעת אצבע
איך פועל חיישן טביעת אצבע?



חיישן ביומטרי לזיהוי טביעת האצבע (Fingerprint sensor) הוא רק אחת מהטכנולוגיות בתחום של טכנולוגיות הזיהוי הביומטרי. טכנולוגיות אלה הפכו מאד נפוצות בשנים האחרונות באבטחה וזיהוי, בתחומים שונים. מבקרות כניסה למתחמים פיזיים ולמכשירים שונים כמו מחשבים וטלפונים חכמים ועד לזיהוי אישי בשעוני נוכחות שנהוגים במקומות עבודה - זיהוי טביעת האצבע באמצעות חיישן הוכיחה את עצמה כיעילה ושימושית מאד.

בטלפונים ניידים מותקנים כיום לא מעט חיישנים כאלה. חיישנים סורקי טביעות-אצבע משמשים כאמצעי זיהוי ייחודיים לכל משתמש ומשתמש וקשה יותר לזייפם או לפרוץ אותם מאשר סיסמאות קלות, או טלפונים חסרי סיסמה. הראשונה להשתמש בחיישני טביעת-אצבע הייתה חברת Apple. החברה חשפה את האייפון 5S עם סורק טביעות האצבע הראשון וכינתה אותו TouchID. במהרה יצאו חיישנים מתחרים למכשירים של יצרנים מתחרים רבים.

החיישן שבטלפונים החכמים מאפשר להשתמש בטביעת האצבע כדי לבטל את נעילת הטלפון החכם. במכשירים שונים הוא יכול לשמש גם כדי לאשר רכישות בכסף או לפתוח אפליקציות שנבחרו לפתיחה אישית בלעדית של המשתמש.

עם זאת, האקרים כבר הראו שהעתק פיזי של טביעת האצבע יכול לשמש לביטול נעילת הטלפון. הדבר הופך את נעילת הטלפון באמצעות טביעת אצבע לפחות חזקה מסיסמאות חזקות.

איך פועל החיישן הביומטרי לטביעת אצבע? - אם מדובר על חיישן של טלפון חכם, ראשית יש ללמד את החיישן כיצד נראות טביעות אצבעותיו של המשתמש. עושים זאת על ידי הנחת האצבע על הכפתור עם החיישן, שוב ושוב, עד שאנימציית טביעת האצבע שעל מסך הטלפון מתמלאת בצבע אדום. באייפון למשל, ניתן להוסיף עד שישה טביעות אצבעות לכניסה למכשיר.

אחרי שלמד את טביעת האצבע של בעל הטלפון, משתמש החיישן במידע שנשמר במכשיר ומשווה כל טביעת אצבע לתמונת טביעת האצבע שברשותו. אם טביעת האצבע זהה, המכשיר ייפתח. אם היא שונה - הוא יישאר נעול.


הנה חיישן טביעות אצבע של האייפון:

https://youtu.be/jaKS9zFOMDY


כך עובד החיישן הביומטרי לזיהוי טביעת האצבע:

https://youtu.be/CLdrbn8XYIw


חיישן טביעות האצבע של מכשיר סמארטפון Galaxy S5:

https://youtu.be/dKVdJ9U8sm4


כך גורמים לחיישן זיהוי טביעת אצבע Touch ID של מכשירי אייפון לזהות אותך:

https://youtu.be/MXYTD8UJaJo
וי ג'יי
מה עושה וי ג'יי?



ראיתם פעם בקונצרט, מועדון, פסטיבל או מסיבה, מסכים גדולים, עם צורות ומרכיבים חזותיים מרהיבים? שאלתם את עצמכם מי מייצר את המראות הללו, המסונכרנים כל כך יפה למוסיקה?

אז כמו שהדי ג'יי מחליף את המוסיקה ויוצר את ההתרחשות המוסיקלית של המסיבה, נולד עם הזמן והטכנולוגיה גם ה-VJ, ויז'ואל ג'וקי, או בעברית פשוטה "זה שאחראי על המראות הוויזואליים בזמן המסיבה".

וי ג' יי מקרין בזמן אמת, על גבי מסכים גדולים, רעיונות צורניים, אמנותיים, תמונות, צורות, גרפיקה, סרטונים ומיקס מתמשך של מסרים ויזואליים העובדים עם המוסיקה ומסונכרנים לקצב שלה.

כדי להשלים כך את המוסיקה המושמעת במראות ויזואליים, משתמשים הווי ג'ייז במחשבים, בתוכנות וכלי תלת ממד ובמערבלי תמונה משוכללים - המקבילים ל"מיקסר" של הדי ג'יי המוסיקלי.

גם אם הוא לא נחשב אמנות עצמאית של ממש, יותר ויותר מומחים רואים את תחום ה-VJ כחלק מהאמנות הוויזואלית, או מה שנקרא באנגלית Visual Arts.

וי ג'יי היא יותר אומנות ויזואלית המחברת בין מוסיקה לתמונה, תוך המחשה של המוסיקה באמצעים ויזואליים, בכמה שיותר יצירתיות ומקוריות. הוי ג' ייז המודרניים יוצרים וידאו רמיקס, כלומר מיקסים של וידאו לשירים ולמוסיקה.


הנה הסבר על תחום הווי ג'יי:

https://youtu.be/7nxM6f0B6WA


רמיקס של וי ג'יי פרסי לפרפקט אילוז'ן של ליידי גאגא:

https://youtu.be/HHfUETzxi3c


או תוכנות כאלה:

https://youtu.be/HB54mawAlg4


הנה סט ארוך של וי ג'יי מקצועי:

https://youtu.be/J1fp9zg6I-I?long=yes


ועוד אחד:

https://youtu.be/-N0NEGGigd8?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.