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Quanto può vedere una telecamera?

Le regole del gioco per ciò che possiamo vedere con una telecamera stanno per cambiare. I computer saranno presto in grado di interpretare le immagini senza l'aiuto umano.




(QUESTO ARTICOLO È TRADOTTO DA Google dal norvegese)

Spettatori curiosi si accalcano attorno a un tavolo espositivo nella piccola sala per banchetti della Società militare di Oslo. Sul tavolo c'è un modello dettagliato della collina di Holmenkoll e uno schermo con un rendering 3D della collina e dell'area circostante, che i curiosi possono navigare come un gioco per computer. Il modello e il rendering di Holmenkollbakken in 3D si basa esclusivamente su una serie di immagini in 2D. Il Norwegian Defense Research Institute (FFI) ha riunito i tecnologi e i potenziali utenti delle forze armate norvegesi per discutere per cosa possono essere utilizzate le più recenti tecnologie di elaborazione delle immagini e delle fotocamere.
"Questo è un campo che riguarda in parte lo scatto di foto, che coinvolge fisica, hardware e ottica, e in parte il modo in cui elaboriamo le immagini nei computer", spiega Torbjørn Skauli, ricercatore della FFI, a Ny Tid. Sul fronte della fotocamera, è soprattutto lo sviluppo di ciò che la fotocamera può vedere ad essere interessante. "Le fotocamere comuni che utilizziamo di più sono quelle che registrano la luce visibile", afferma Skauli. "Si tratta di una tecnologia ben sviluppata che è anche economica, e otteniamo una risoluzione molto elevata, molti pixel e un'ottima sensibilità, che, tra le altre cose, in un contesto militare rende più facile scattare foto di notte."
Secondo Skauli, tali telecamere riescono ancora a vedere la luce solo fino a circa un micrometro, cioè solo una piccola parte dello spettro luminoso.
Le cosiddette telecamere iperspettrali, prodotte in Norvegia, possono catturare molte più informazioni. "L'occhio umano ha solo tre colori primari, mentre una fotocamera iperspettrale può averne un centinaio o più", spiega Skauli. "In questo modo, le regole del gioco cambiano per ciò che possiamo vedere con una fotocamera puramente fisica. In questo modo possiamo sapere molto di più sul tipo di materiale che stiamo vedendo. È una tecnica potente per mappare i paesaggi in un contesto militare e per distinguere tra cose che sembrano uguali alla vista, ad esempio distinguendo le cose mimetizzate dalla natura," dice. Le telecamere iperspettrali vengono utilizzate anche nella raccolta differenziata dei rifiuti, nell'imaging medico e nella sonda spaziale che ha acquisito le immagini che recentemente hanno mostrato tracce di acqua liquida su Marte.

Nel panel sul forum della FFI vengono discussi gli ambiti di utilizzo della nuova tecnologia delle fotocamere. Da sinistra: Trym Haavardsholm e Torbjørn Skauli, ricercatori della FFI, il maggiore Ola Petter Odden, Hæren's Combat Lab, e il maggiore Øyvind Berg, Brigade Nord.
Nel panel sul forum della FFI vengono discussi gli ambiti di utilizzo della nuova tecnologia delle fotocamere. Da sinistra: Trym Haavardsholm e Torbjørn Skauli, ricercatori della FFI, il maggiore Ola Petter Odden, Hæren's Combat Lab, e il maggiore Øyvind Berg, Brigade Nord.

Può monitorare un'intera città. Anche gli sviluppi delle fotocamere che catturano solo lo spettro visibile stanno aprendo campi di utilizzo completamente nuovi. Le telecamere Gigapixel posizionate a bordo di un aereo possono catturare un'intera città in un'unica immagine, con un livello di dettaglio così elevato che è possibile ingrandire le singole persone. "Si tratta di uno sviluppo molto interessante e non del tutto incontrovertibile", commenta Skauli. "Ciò significa che abbiamo quasi sempre il video di un'intera città, e questo è naturalmente qualcosa che possiamo usare in un contesto militare. Se riusciamo a elaborare questi grandi flussi di immagini, possiamo anche ricevere notifiche automatiche di cose militarmente rilevanti. Ma è chiaro che ciò comporta una sorveglianza massiccia."

Le telecamere Gigapixel posizionate a bordo di un aereo possono catturare un'intera città in un'unica immagine, con un livello di dettaglio così elevato che è possibile ingrandire le singole persone.

La sorveglianza delle telecamere nel paesaggio urbano non è un fenomeno sconosciuto. Nell’ultimo decennio la diffusione delle telecamere nelle banche, nei negozi, sui trasporti pubblici e intorno agli edifici importanti ha subito un’accelerazione. Ma fino ad ora era necessario raccogliere informazioni da molte fonti diverse per ottenere una panoramica quanto più completa e dettagliata possibile con un'immagine gigapixel. D’altro canto oggi è possibile ottenere molte più informazioni sulle persone rispetto a prima con l’aiuto delle comuni telecamere di sorveglianza. Dagens Næringsliv ha riferito quest'estate che le telecamere di sorveglianza oggi in vendita per uso commerciale in Norvegia sono in grado di riconoscere i volti e registrare informazioni, tra le altre cose, sul colore della pelle e sul sesso.
La qualità delle attuali fotocamere digitali ha portato anche alla produzione di piccoli satelliti basati su componenti di serie, molto economici rispetto al passato. Nonostante le loro dimensioni modeste, questi satelliti forniscono molti dettagli. "Se si guarda ad esempio alla società Skybox Imaging, che è stata acquisita da Google, offrono una risoluzione a terra migliore di un metro, mentre altri offrono una risoluzione di immagini e video probabilmente migliore di mezzo metro che è possibile visualizzare acquistare commercialmente", afferma Skauli. Con una tale risoluzione è possibile, ad esempio, fotografare oggetti grandi quanto un'auto. Secondo Skauli esiste ancora un limite alla durata di tempo in cui un satellite può fissare lo stesso posto: "Questi satelliti si muovono molto velocemente, quindi non è possibile monitorare video tutti i luoghi in ogni momento. I satelliti nell’orbita terrestre bassa viaggiano a circa sette chilometri al secondo, quindi scompaiono di nuovo oltre l’orizzonte abbastanza rapidamente."

Insegnerà ai computer a vedere. Importanti almeno quanto la tecnologia della fotocamera sono i metodi sviluppati per analizzare le immagini. "Le immagini contengono molti dati e la quantità di dati aumenta in linea con la risoluzione delle fotocamere. Allo stesso tempo, anche le prestazioni dei computer aumentano costantemente, a causa dello stesso flusso inarrestabile di scoperte tecnologiche", afferma Skauli. Eseguendo complicate operazioni aritmetiche sulle immagini, è possibile, ad esempio, estrarre informazioni sulle strutture create dall'uomo e crearne modelli 3D, come il modello di Holmenkollbakken. L'elaborazione delle immagini può essere utilizzata anche per mappare vaste aree in breve tempo e per navigare senza l'uso del sistema GPS, che sarebbe vulnerabile in una guerra tra grandi potenze.
Così chiamato apprendimento approfondito è forse una delle cose che cambierà maggiormente il modo in cui utilizziamo le fotocamere. Il metodo prevede che il computer impari a riconoscere cose e situazioni dopo aver ricevuto una serie di esempi con spiegazioni di cosa sono le cose. "Da tempo il computer non capisce cosa sta guardando", spiega Skauli. "Questo continuerà ad essere vero per un po', ma c'è una tendenza abbastanza forte nella direzione in cui possiamo utilizzare l'elaborazione per estrarre informazioni costantemente nuove dalle immagini." I computer hanno quindi iniziato a interpretare abbastanza bene ciò che c'è in un'immagine e sono in grado di riconoscere, ad esempio, diversi tipi di veicoli o navi di cui hanno ricevuto informazioni in precedenza.
La potenza di calcolo con cui operiamo attualmente ammonta a un'incredibile cifra di migliaia di miliardi di operazioni di pixel al secondo. "Forse la conseguenza più importante di ciò è che i computer possono creare prodotti informativi con un livello di astrazione piuttosto elevato in tempo reale, in modo che possano iniziare a farsi carico di alcuni dei compiti che prima richiedevano a una persona di seguire l'immagine", spiega Skauli. . "L'elaborazione e l'interpretazione automatizzate delle immagini fanno sì che non dipendiamo dalla vigilanza della persona seduta e che guarda lo schermo." In futuro possiamo quindi immaginare che le guardie non avranno più bisogno di monitorare le telecamere di sorveglianza. Invece, il computer emette un avviso quando percepisce una situazione o una persona sospetta.

Nuove tecnologie, nuove sfide. Classificare determinati comportamenti come sospetti è di per sé qualcosa che solleva questioni etiche quando vengono utilizzati nello spazio pubblico. A seconda di come viene utilizzata la tecnologia, le persone con ragioni perfettamente legittime per comportarsi in un modo segnalato dal sistema potrebbero essere sospettate e monitorate in misura maggiore rispetto a prima. La tecnologia di elaborazione sta diventando così economica e diffusa che possiamo aspettarci che gli operatori privati ​​e commerciali la adottino sempre di più. Le nuove possibilità porteranno a utilizzare le fotocamere in modi completamente diversi e in luoghi completamente diversi da quelli a cui siamo abituati?
"Diverse grandi città hanno sperimentato droni che sorvolavano edifici importanti senza che noi sapessimo chi li controlla", dice Skauli. La presenza dei droni è un esempio che sta diventando noto anche in Norvegia. In combinazione con la tecnologia di elaborazione, le immagini dei droni possono quindi essere utilizzate per estrarre un modello dettagliato degli edifici in questione. Da un punto di vista militare, ciò presenta nuove sfide. Secondo Skauli, la tecnologia sta diventando così economica e disponibile che anche attori non statali, come i terroristi, possono ottenere più facilmente ciò che prima era riservato ai militari nell'ambito della tecnologia delle telecamere.


Aarseth è un giornalista freelance e collaboratore regolare di Ny Tid.
tori.aarseth@gmail.com.

Tori Aarseth
Tori Aarseth
Aarseth è uno scienziato politico e un giornalista regolare di Ny Tid.

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