Это совместный проект «Сегодня» и компании СКМ. В его рамках на протяжении восьми месяцев мы будем рассказывать об оригинальных изобретениях и открытиях украинских школьников и студентов. Лучший из лучших, которого определит наш экспертный совет, получит в качестве поощрения ноутбук. Если вы школьник или студент и у вас есть изобретение — пишите на [email protected]. А сегодня нашим героем стал студент Львовского национального университета им. И. Франко Роман Гоций. Он изобрел систему контроля доступа (например, к охраняемому объекту или территории) на основе 3D-сканирования лица человека.

Как рассказывает Рома, интересоваться всем, что связано с техникой, он начал еще в детстве. «Мой папа — большой любитель что-то починить. И мне нравилось наблюдать, как он легко справляется с неполадкой», — рассказывает юный изобретатель. А, пойдя в школу, Рома увлекся математикой и со временем начал принимать участие в олимпиадах по этому предмету, где занимал призовые места.

«Видя мои успехи, учитель математики предложил мне начать учить программирование. Я согласился и купил себе учебник. Читая его, писал несложные программы. В итоге настолько этим увлекся, что уже через некоторое время достиг кое-каких успехов. Так, одна частная фирма даже заказала у меня программу», — рассказывает юноша. После этого, чтобы еще больше углубить свои знания, Рома стал посещать занятия по информатике в профильной секции Малой академии наук (МАН). Именно там он познакомился со своим руководителем, который и предложил ему разработать что-нибудь стоящее.

3D-ИДЕЯ. По словам Ромы, идея для будущей разработки созрела у него в голове сама собой. «Увлекаясь программированием, я старался отслеживать современные тенденции в этой отрасли. И сейчас одно из наиболее перспективных направлений — использование в различных системах контроля доступа (например, в аэропортах) биометрических данных человека, например, отпечатков пальцев, — рассказывает Рома. — Но все эти системы уже научились обманывать. Например, с помощью линз, фотографий лица зарегистрированного в системе человека и т. д.». Поэтому Роман решил изобрести более надежную систему распознавания человека.

ВХОД ЗАПРЕЩЕН. В итоге юному изобретателю удалось изобрести собственный 3D-сканер (он состоит из веб-камеры и генератора лазерного излучения) и разработать алгоритм идентификации человека. «Работает вся система так: лазерный луч сканирует лицо человека, все данные передаются компьютеру, который с помощью программы формирует из них 3D-изображение (если посмотреть на экран, то оно напоминает маску). После этого — система преобразует его, делая похожим на сохраненный в базе 3D-шаблон изображения этого человека. Например, если во время сканирования человек опустил голову вниз, то она разворачивает его вертикально. Все это нужно, чтобы система ошибочно не подумала, что перед ней «чужой», — рассказывает Рома. — Затем она выделяет из преобразованного 3D-изображения только те данные, которые нужны для сравнения. Ну, а потом сравнивает один шаблон с другим и выдает число, которое показывает, насколько они совпадают. В конце проверки человека просят выполнить какое-то действие, например, подмигнуть. Это нужно для того, чтобы систему не обманули с помощью объемного макета головы или фото. И только после этого человека пропускают или не пропускают туда, куда он пытается попасть».

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Алла Лавренюк, кандт. техн. н., доцент кафедры информационной безопасности Физико-технического института НТУУ «КПИ»:

«Работа Ромы произвела на меня позитивное впечатление. Меня приятно удивило то, что он, несмотря на свой юный возраст, взялся за серьезную задачу — разработку собственной системы контроля на основе 3D-сканирования лица человека. Это актуальное направление, ведь сейчас во многих странах мира, в частности и в Украине, существует множество разработок и уже готовых устройств, в которых используются биометрические данные человека, например, отпечатки пальцев, голос, движения тела и т.д. Большим плюсом также является то, что Роме удалось разработать завершенную систему контроля. Он создал собственный 3D-сканер и реализовал алгоритм идентификации личности по ключевым точкам на человеческом лице. В итоге Ромина система, несмотря на определенные недостатки, может идентифицировать человека. То есть можно говорить о том, что он создал хорошую базу для дальнейших разработок.

А чтобы сделать свою систему более совершенной, ему нужно уделить особое внимание изучению методов искусственного интеллекта. Например, нейронным сетям, которые часто используются при распознавании различных образов. В процессе «обучения» нейронная сеть способна выявлять зависимости между входными и выходными данными, а также выполнять обобщения. В результате она может выдавать верный результат, например, при «зашумленных» или частично искаженных данных. Эти и другие знания позволят системе Ромы достичь быстродействия (то есть в считанные секунды сканировать и идентифицировать человека), а также высокой точности распознавания личности».

Роман Гоций изобрел систему контроля доступа на основе 3D-сканирования лица человека

При подготовке статьи были использованы материалы: www.segodnya.ua