極目新聞記者 柯稱
視頻剪輯 柯稱
通訊員 吳江龍
擁有一件隱身衣，是很多小説、電影裏的橋段，也是許多孩子的夢想。科技，總會幫人類圓夢。11月27日，“華為杯”第一屆中國研究生網絡安全創新大賽落幕，武漢大學獲一等獎5項，獲獎數居全國高校首位。極目新聞記者注意到，武大獲獎項目中有一項名為“InvisDefense隱身衣”。
它真能讓人隱身？先別太激動！和隱身戰鬥機只是讓雷達看不到一樣，這套“隱身衣”對付的是機器識別，而非肉眼。
用算法來對抗算法
武大官方新聞上是這樣介紹“InvisDefense隱身衣”的：InvisDefense提供全天候的隱身防禦。白天場景，特製的迷彩圖案有效地干擾視覺神經網絡，使其失明。夜間場景，InvisDefense在衣服內部嵌入温控材料，實現在熱紅外成像下的隱身，可在機器視覺下隱身用以保護人身安全。
內容不長，但一般人可能看不大懂，“不明覺厲”。
“視覺神經網絡指的是人工智能識別，而不是人類的肉眼識別。比如現在很多視頻監控設備都有行人檢測功能，智能汽車也可以識別行人、道路、障礙。”InvisDefense研發團隊指導教師、武漢大學計算機學院教授王正解釋。
王正説，人們都知道，穿上迷彩服可以幫助自己不容易被人看到，但計算機視覺還是可以很容易地識別，因為它是靠算法“看見”。於是，研究計算機視覺的王正想到，通過新的算法來設計一種迷彩紋路，讓目前常用的行人檢測的方法失效，“通俗地説就是，攝像頭可以拍到你，但判斷不出你是人類。”
對於夜間模式，目前計算機視覺常用的是紅外熱成像來判斷。與之對抗的辦法是在“隱身衣”內裝一些温控裝置，有的是提高温度，有的是降低温度，使計算機難以通過熱成像圖案判斷出人。
七百次失敗終成功
從2020年海外留學期間產生初步想法後，王正一直在做這方面的理論研究。將理論變為現實的，是他帶的研究生團隊：武大計算機學院博士生衞慧、國家網絡安全學院碩士生李柱波、戴書鈺，以及經濟與管理學院碩士生菅澤華。
衞慧介紹，他從2021年開始跟着導師做“隱身衣”研究，今年8月開始組隊備戰這次比賽。負責核心算法和設計的他介紹，想要實現“隱身衣”的理論並不容易，“首先要解決的是一種平衡，比如説，你拿着一個大色塊擋在身前，確實可以騙過攝像頭，但騙不過人眼，反而會特別顯眼。所以，我們要通過算法設計出最不‘顯眼’卻能讓計算機視覺失效的圖案。”
為了找到這種平衡，團隊成員不斷通過電腦模擬，3個月內經歷了近七百次失敗，才取得理想的結果。“有時候電腦模擬成功了，我們把圖案打印出來在現實環境中測試，又發現不行，就得繼續改進。”衞慧説，為此團隊成員相互配合，頂住了巨大的壓力。
另一個難點是實現晝夜兼容。團隊的目標就是找到成本最經濟的方案，因此一開始試驗的是暖寶寶和降温貼。改變局部温度後，還要計算出怎樣的排列方式，能成功干擾計算機視覺識別。通過團隊的測試視頻可以看到，最終只需要在上衣內裝上4處不規則形狀的温控裝置，就可以讓紅外成像識別“失明”。
“白天夜晚兩種模式，我們都在校園裏進行了測試，效果很好。目前可以做到行人檢測精度下降57.0%，未來可以更高。”王正説。極目新聞記者通過團隊提供的測試視頻看到，穿着“InvisDefense隱身衣”的人，和穿着普通衣服的人在同一場景活動，監控設備只把沒穿“隱身衣”的人“框”了出來，標註着“person”（人）。
讓人工智能更可靠
目前，“InvisDefense隱身衣”項目已有兩項專利申請被受理，相關成果被CCF（中國計算機學會）A類人工智能頂級學術會議AAAI2023錄用，所有審稿人一致給出有趣、高性價比、操作性高、結果出色等高度評價。
該項目實際應用前景如何？王正認為，首先，它的價值在於可能為我國國防事業作出貢獻。王正説：“當前，無人機作戰已經十分普及，還有很多國家在研究機器作戰，未來人和機器的對抗會十分常見。因此，‘隱身軍服’的研究十分必要。”衞慧補充道，“InvisDefense隱身衣”目前一套的成本僅約500元，是一種高性價比的解決方案。
對於民用方面來説，該項目的價值在於反向促進人工智能模型安全性的提升。“研究網絡安全，就是要通過不斷地對抗攻防，來發現破綻，進而堵住漏洞。我們的成果證明，現在的人工智能技術、計算機識別技術，還可以進一步提升。”王正説。
“我是學‘可信AI’的，這次項目的研究和很多人工智能領域的道理是相通的，比如智能駕駛怎樣更可靠地識別道路情況，也可以通過類似的攻防測試來提升可靠性。”衞慧説，此次參賽很好地鍛鍊了科學創新能力和工程實踐能力，將來他會繼續完善“InvisDefense隱身衣”項目，希望在人工智能安全這一領域多做一些更有價值的研究。
據瞭解，中國研究生網絡安全創新大賽以國家戰略需求為驅動，突出解決“真環境”中的“真問題”，強調在實戰中培養真人才，為國家培養、選拔和儲備一批急需的高層次網絡安全人才。初賽吸引了147所高校的755支隊伍報名，共有125支隊伍進入決賽，最終評選出18支一等獎團隊，48支二等獎團隊，59支三等獎團隊，30個優秀組織獎，18名優秀指導教師。武漢大學共有23支隊伍參賽，8支隊伍入圍決賽，最終獲一等獎5項、二等獎3項，一等獎獲獎總數居全國高校首位。
（圖片由受訪者提供）