超越圖像識(shí)別，機(jī)器還看得懂動(dòng)作！IBM和MIT讓機(jī)器識(shí)別動(dòng)態(tài)行為

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關(guān)鍵信息：MIT-IBM Watson AI Lab正在利用百萬(wàn)規(guī)模的動(dòng)作視頻數(shù)據(jù)集訓(xùn)練模型，想要教機(jī)器識(shí)別游泳、關(guān)門(mén)等動(dòng)作，該數(shù)據(jù)集叫做Moments in Time，可在其網(wǎng)站上下載使用。

關(guān)鍵數(shù)據(jù)：Moments in Time內(nèi)含了100萬(wàn)個(gè)標(biāo)注動(dòng)作的視頻，每個(gè)動(dòng)作類(lèi)別的視頻數(shù)量均在2000個(gè)以上，每段視頻的時(shí)間均為3秒。

關(guān)鍵意義：教機(jī)器識(shí)別動(dòng)作，將是人工智能的下一重大進(jìn)展。

我們?cè)诳匆曨l時(shí)，很容易理解每一段視頻中所描繪的動(dòng)作，比如一扇打開(kāi)的門(mén)，一本打開(kāi)的書(shū)，一朵盛開(kāi)的鮮花或是一只正在打哈欠的狗。而計(jì)算機(jī)模型卻不能識(shí)別到物體的「動(dòng)作」。

這也是MIT-IBM Watson AI Lab正在研究的項(xiàng)目，該實(shí)驗(yàn)室推出了一個(gè)百萬(wàn)規(guī)模的視頻理解數(shù)據(jù)集：Moments in Time。它內(nèi)含100萬(wàn)個(gè)標(biāo)注了動(dòng)作的視頻，如拍手、開(kāi)門(mén)、游泳、降落等，每個(gè)動(dòng)作類(lèi)別的視頻數(shù)量均在2000個(gè)以上，每一段視頻的時(shí)間是相同的，均為3秒。

Gutfreund 與麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室的首席研究科學(xué)家Aude Oliva，是該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，同時(shí)，他們也是MIT-IBM Watson AILab的執(zhí)行主任。

Gutfreund 和Aude Oliva正在利用這些視頻片段來(lái)推動(dòng)人工智能的下一重大進(jìn)展：教機(jī)器識(shí)別動(dòng)作。

如何教機(jī)器識(shí)別動(dòng)作呢？

一、從動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景中學(xué)習(xí)

研究人員說(shuō)，他們的目標(biāo)是提供深度學(xué)習(xí)算法，對(duì)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行大量的覆蓋，從而讓模型能夠?qū)W習(xí)非監(jiān)督方式教授的信息，并推廣到新的情境和任務(wù)中。

“當(dāng)我們不再是嬰兒時(shí)，我們環(huán)顧四周可以看到人和物體在移動(dòng)，我們聽(tīng)到人們和物體發(fā)出的聲音，我們有很多視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的體驗(yàn)。人工智能系統(tǒng)也需要以同樣的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，并通過(guò)動(dòng)態(tài)視頻來(lái)獲取信息。”O(jiān)liva說(shuō)。

視頻數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)動(dòng)作類(lèi)別都超過(guò)2,000個(gè)視頻，這些片段使計(jì)算機(jī)模型能夠更好地了解關(guān)于特定行為和事件的多樣性。

Oliva補(bǔ)充道：“該數(shù)據(jù)集可以作為開(kāi)發(fā)人工智能模型的新挑戰(zhàn)，它可以擴(kuò)展到人類(lèi)日常工作的復(fù)雜性和抽象推理的水平。不同的事件包括了不同的人物，對(duì)象，動(dòng)物和自然環(huán)境，它們可能在時(shí)間上是對(duì)稱(chēng)的。舉個(gè)例子，打開(kāi)意味著以相反的順序關(guān)閉。它們可以是暫時(shí)的，也可以是持續(xù)的?！?/p>

Gutfreund 、Aude Oliva以及MIT和IBM的其他研究人員，經(jīng)常會(huì)在一起討論技術(shù)問(wèn)題，比如如何選擇標(biāo)注的動(dòng)作類(lèi)別、在哪里可以找到合適的視頻，以及如何組合數(shù)組等，如此人工智能系統(tǒng)方可毫無(wú)偏見(jiàn)地學(xué)習(xí)。

該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，用于擴(kuò)展數(shù)據(jù)收集。 Oliva說(shuō)：“我們的合作很好，因?yàn)槲覀冇型瑯拥臒崆楹拖嗤哪繕?biāo)。”

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二、增強(qiáng)人類(lèi)智能

該實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是開(kāi)發(fā)人工智能系統(tǒng)，用于解決更復(fù)雜的問(wèn)題，并從強(qiáng)大和持續(xù)的學(xué)習(xí)中受益?！?strong>我們正在尋找新的算法，使其可以從有限的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)人類(lèi)的智力，”IBM Research首席運(yùn)營(yíng)官Sophie V. Vandebroek說(shuō)。

除了將各自的技術(shù)和科學(xué)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，IBM還為MIT的研究人員帶來(lái)了大量資源，未來(lái)10年，將投資2.4億美元用于人工智能研發(fā)。根據(jù)研究人員的說(shuō)法，MIT-IBM對(duì)AI的研究是有益的。

IBM對(duì)MIT在開(kāi)發(fā)基于視覺(jué)的人工智能系統(tǒng)很感興趣，并稱(chēng)這是一項(xiàng)新奇的事業(yè)。

現(xiàn)在，二者的合作已經(jīng)達(dá)到了100萬(wàn)個(gè)動(dòng)作視頻數(shù)據(jù)集，用戶可以訪問(wèn)他們的網(wǎng)站，下載數(shù)據(jù)集和深度學(xué)習(xí)模型，用以識(shí)別物體動(dòng)作的研究?！?/p>

到目前為止的定性結(jié)果顯示，其模型能夠很好地識(shí)別動(dòng)作額框架和閉合度，但當(dāng)類(lèi)別細(xì)化或存在背景混亂的情況時(shí)，它們會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。Oliva稱(chēng)，麻省理工學(xué)院和IBM研究人員已經(jīng)提交了一篇文章，描述了在數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的性能，而這個(gè)模型本身被共享的觀點(diǎn)深化過(guò)的。

Oliva還提到：“IBM研究人員給我們提供了一些想法，讓我們?cè)卺t(yī)療保健和體育等領(lǐng)域增加動(dòng)作的類(lèi)別，擴(kuò)大了我們的視野，他們還給了我們關(guān)于AI如何從商業(yè)和消費(fèi)需求中產(chǎn)生影響的想法。”

Moments in Time數(shù)據(jù)集的第一版是最大的帶有人類(lèi)注釋的視頻數(shù)據(jù)集，涵蓋了可視的和可聽(tīng)的短事件。所有數(shù)據(jù)都被標(biāo)記在339個(gè)不同類(lèi)別中，包括廣泛的常用動(dòng)詞或者活動(dòng)標(biāo)簽。

研究人員打算生成更多具有各種抽象層次的數(shù)據(jù)集，以作為開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)算法的基礎(chǔ)，同時(shí)讓這些算法可以在事物之間建立類(lèi)比，通過(guò)想象合成新事件，并完成場(chǎng)景解釋。

“換句話說(shuō)，他們才剛剛開(kāi)始，”Gutfreund說(shuō)，“我們希望Moments in Time數(shù)據(jù)集能夠讓模型充分理解視頻中的動(dòng)作和動(dòng)態(tài)?！?/p>

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