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浙大开发软件,通过手指移动模式识别“熊孩子

来源:    发布日期:2018-05-15 16:00:04   阅读量:0

青少年沉溺智能手机已成社会问题,各种防沉迷措施都是上有政策下有对策。浙大教授开发出一款行为识别软件,或许能提供解决之道。

记者 杨保利 ?编辑 陈永杰?视觉设计 王艳妮?校对 李云凤

福建8岁小男孩用爷爷手机玩游戏买装备,1个月花掉4万多元;2岁半男孩为看动画片,尝试密码开机,导致手机被锁48年……“熊孩子”沉迷手机,已经是一个让人十分头疼的话题。有什么好办法管住他们呢?

近日,浙大电气工程学院智能系统安全实验室徐文渊教授团队开发出国内首款行为识别软件iCare,可通过使用者的手势操作识别是成人还是儿童,从而帮助解决智能手机时代“熊孩子”沉迷手机的难题。

通过操作者的手势识别“熊孩子”

“各位同事对不起,刚才是我儿子拿着我的手机在乱发,给各位带来了不必要的麻烦和困扰,我对此深表歉意”。2017年暑假,这是徐文渊的一位朋友发出的道歉短信。

看到朋友屡次因为孩子乱发微信而苦恼,从事物联网安全研究的徐文渊决定开发一款软件改变这种情况。

“我们实验室之前做过手机传感器方面的研究,主要是通过获取手机上传感器的指数,采集用户触摸屏的操作、使用手机的姿态后进行数据分析,再推理判断。”徐文渊告诉北京科技报记者。

这款软件的名字叫做iCare,是一种保护软件,也体现了“照顾”的研发理念。其原理是利用传感器捕捉操作者的手势等细节,分辨出使用者是成人还是小孩。如检测到是儿童在使用手机,它会用友好的方式,阻止儿童访问零售商、电子邮件等应用程序以及儿童不宜网站。

对于为何使用这种方式来识别操作者的问题,徐文渊解释说,与成年人相比儿童的手较小,手指触碰点面积较小;另外,儿童因为手指长度比较短,往往会在手机的较窄屏幕范围内接触,并以较短的轨迹滑动。

“儿童在智能手机上的每次触摸都比成人慢,当他们尝试在两次触摸操作之间切换,从轻击到滑动时,情况也是如此。”徐文渊说。

软件识别准确度达到97%以上

为了得到准确的实验数字,徐文渊团队找到杭州当地的17名3至11岁的儿童组及14名20至59岁的成年组来测试这款软件。

两个测试组输入密码解锁手机和玩一款益智游戏“2048”。实验中,iCare将记录手指按压的面积、手指施加的压力和滑动长度等35个维度的度量数据。经测试,iCare在区分用户是儿童还是成人的准确率达到了84%;使用8次滑动数据来区分,判断准确率可达到97%以上。

“相对于目前手机普遍使用的人脸识别和指纹验证,行为识别具有几个明显的优势。”徐文渊介绍说。

行为识别的连续性好,不管是人脸识别还是指纹验证,只要解锁,在锁上屏幕之前中途不管换了多少用户,都是可以继续操作的。但行为识别却能连续识别,当手机用户由成人切换到“熊孩子”时,后台可以在几秒钟之内识别出来。

其次,是安全性方面,人脸识别技术虽然已经较大范围地应用到手机、车站、机场等,但不可否认的是,它在给我们带来方便的同时也泄露着我们的隐私。

而iCare软件“基于信息识别”而非“基于信息识别”的理念则在最大可能的范围内保护了我们的隐私。

而在准确性方面,人脸识别在稳定性上存在两大风险:一是人每天暴露在外面,通过拍照完全可以获得另一个人的面部特征并进行复制。二是脸上化浓妆或者受伤、整容都会影响准确率甚至是无法识别。指纹验证在手部不够清洁、受伤、磨损的情况下也会严重影响准确率,甚至可能锁定手机,致使手机无法正常使用等。

“而一个人固有的行为特征是不会轻易改变的,尤其是未成年人,这样行为识别软件也避免了不小心受伤带来的麻烦。”徐文渊解释说。

与其他防沉迷系统有何不同

不管是2007年各大网游企业按照国家要求实行的每天限玩3小时,还是有关部门曾经推出过的“网络游戏防沉迷系统”,抑或是2017年腾讯推出的“成长守护平台”,其实质都是通过注册账号和实名制限制未成年玩家的游戏时间。

但不管是注册制还是实名制,玩家都可以通过注册多个小号、在网上获取成人身份信息、使用网吧老板售卖的证件信息完美地避开这些防沉迷系统。人还是那个人,只不过是换了一个“马甲”而已。

“中国戒网瘾专家第一人”、华中师范大学素质教育研究中心主任陶宏开教授表示:“以实名制为主的防沉迷系统来防止孩子玩游戏,并不能从根本上解决问题。”

徐文渊介绍说,而iCare不是用信息监管,而是利用不同年龄层的手指发育情况进行智能限制。不同发育情况的手指在屏幕上的运动是不太可能作假的。这也从根本上杜绝了熊孩子注册多个小号和利用成人信息进行注册的漏洞。

下一步的目标是扩大样本量

这款通过行为识别来预防孩子用手机的软件一经媒体报道,马上引起社会的专注。同时,也有网友称,要开发出专门破解这款软件的手套。

中国工程院院士方滨兴认为,该软件在理论上可行。以前防止儿童玩游戏的软件,大多采用限时的方式,家长在后端设置游戏时间。但随着孩子对设备的熟悉和年龄的增长,自己可能会卸载这些软件。

“通过手势区分主要还是在儿童(应用),到中学生层面,单纯用手势判断可能存在误差。”方滨兴表示,可以把个人手机采用一些使用模式搞“训练”,这样不光是小孩,别人用也能判断出来。

虽然基于行为识别的iCare软件具有一些优势,但徐文渊也坦言其研究依然面临着诸多瓶颈。

“现在我们最大的愿望是与各方合作,扩大这款软件的样本量。”徐文渊说。不管是成人组还是儿童组,样本量都小于30,并不具备统计学上的意义。而且太小的样本量带来的一个显著问题就是准确率有待提高。

“3%的失误率放到庞大的手机用户群中会放大。”徐文渊坦言,“现在还在进行初期工作,采集样本不够多,未来还要改进算法,提高准确率。并且通过别的方式,进一步识别不同年龄段人的普遍差异在哪,抓住一些特征进行改进。”

最为重要的是,该软件目前没有纠错系统,要想让手机用户下载,还有很长一段路要走。“即便今后能从软件商店中下载,也要和一些游戏或其他程序联合使用。”徐文渊说。

纠错系统存在的必要性就在于在手机将成人识别成孩子时,家长可以通过纠错系统继续访问电子信箱和一些付费应用程序。

面对这些问题,徐文渊相信,虽然在短时间内这款防沉迷软件还无法上市,帮助家长管住“熊孩子”,但是随着研发进度的推行,这种非信息识别的防沉迷系统可以让家长以一种更温和的方式解决“熊孩子”沉迷手机的问题。■