Riconoscimento facciale: come funziona, i suoi vantaggi, le sfide e i problemi di privacy

Gli esseri umani sono abili nel riconoscere i volti, ma interpretiamo anche espressioni ed emozioni in modo abbastanza naturale. La ricerca dice che possiamo identificare volti familiari personalmente all'interno 380ms dopo la presentazione e 460 ms per i volti sconosciuti. Tuttavia, questa qualità intrinsecamente umana ora ha un concorrente nell'intelligenza artificiale e nella visione artificiale. Queste tecnologie pionieristiche stanno aiutando a sviluppare soluzioni che riconoscono i volti umani in modo più accurato ed efficiente che mai.

Queste ultime tecnologie innovative e non intrusive hanno reso la vita più semplice ed emozionante. La tecnologia di riconoscimento facciale è diventata una tecnologia in rapido sviluppo. Nel 2020, il mercato del riconoscimento facciale è stato valutato a $3.8 miliardi, e le stesse dimensioni dovrebbero raddoppiare entro il 2025 – previsto per oltre $ 8.5 miliardi.

Cos'è il riconoscimento facciale?

La tecnologia di riconoscimento facciale mappa le caratteristiche del viso e aiuta a identificare una persona in base ai dati dell'impronta digitale memorizzati. Questa tecnologia biometrica utilizza algoritmi di deep learning per confrontare la stampa del viso memorizzata con l'immagine live. Il software di rilevamento dei volti confronta anche le immagini acquisite con un database di immagini per trovare una corrispondenza.

Il riconoscimento facciale è stato utilizzato in molte applicazioni per migliorare la sicurezza negli aeroporti, aiuta le forze dell'ordine a rilevare criminali, analisi forensi e altri sistemi di sorveglianza.

Come funziona il riconoscimento facciale?

Il software di riconoscimento facciale inizia con la raccolta di dati di riconoscimento facciale e l'elaborazione delle immagini tramite Computer Vision. Le immagini vengono sottoposte a un elevato livello di screening digitale in modo che il computer possa distinguere tra un volto umano, un'immagine, una statua o persino un poster. Utilizzando l'apprendimento automatico, vengono identificati modelli e somiglianze nel set di dati. L'algoritmo ML identifica il volto in qualsiasi immagine data riconoscendo modelli di caratteristiche facciali:

• Il rapporto tra altezza e larghezza della faccia
• Il colore del viso
• La larghezza di ogni caratteristica: occhi, naso, bocca e altro.
• Caratteristiche distintive

Poiché volti diversi hanno caratteristiche diverse, lo stesso vale per il software di riconoscimento facciale. Tuttavia, in generale, qualsiasi riconoscimento facciale funziona utilizzando la seguente procedura:

1. Rilevamento facciale

   I sistemi di tecnologia facciale riconoscono e identificano un'immagine facciale in mezzo alla folla o individualmente. I progressi tecnologici hanno reso più facile per il software rilevare le immagini del viso anche quando c'è una leggera variazione nella postura, di fronte alla telecamera o distogliendo lo sguardo da essa.

2. Analisi facciale

   La prossima è l'analisi dell'immagine catturata. UN sistema di riconoscimento facciale viene utilizzato per identificare con precisione caratteristiche facciali uniche come la distanza tra gli occhi, la lunghezza del naso, lo spazio tra bocca e naso, la larghezza della fronte, la forma delle sopracciglia e altri attributi biometrici.

   I tratti distinti e riconoscibili di un volto umano sono chiamati punti nodali e ogni volto umano ha circa 80 punti nodali. Mappando il viso, riconoscendo la geometria e la fotometria, è possibile analizzare e identificare i volti utilizzando il banche dati di riconoscimento con precisione.

3. Conversione di immagini

   Dopo aver catturato l'immagine di un volto, le informazioni analogiche vengono convertite in dati digitali in base alle caratteristiche biometriche della persona. Da machine learning gli algoritmi riconoscono solo i numeri, la conversione della mappa facciale in una formula matematica diventa pertinente. Questa rappresentazione numerica del viso, nota anche come impronta facciale, viene quindi confrontata con un database di volti.

4. Trovare una corrispondenza

   Il passaggio finale consiste nel confrontare l'impronta del tuo viso con diversi database di volti noti. La tecnologia cerca di far corrispondere le tue caratteristiche con quelle nel database.

L'immagine corrispondente viene solitamente restituita con il nome e l'indirizzo della persona. Se tali informazioni mancano, vengono utilizzati i dati salvati nel database. 

Dove viene utilizzato il riconoscimento facciale?

Oggigiorno, i sistemi di riconoscimento facciale stanno entrando nella vita di tutti i giorni e il loro utilizzo può spesso passare inosservato. Per semplificare la vita e aumentare la sicurezza, ecco alcuni esempi importanti di come il riconoscimento facciale abbia fatto la differenza.

• Assistenza sanitaria: I medici usano il riconoscimento facciale per identificare alcuni rari disturbi genetici nei bambini, scorrendo i tratti del viso. Un esempio di ciò sarebbe Applicazione Face2Gene, che confronta la struttura facciale di un paziente con casi noti per aiutare a determinare se il bambino è affetto dalla sindrome di Noonan o dalla sindrome di Angelman.
• Alberghi: Alcuni hotel stanno installando il riconoscimento facciale per velocizzare i loro check-in. In Cina, il L'hotel Marriott consente agli ospiti di entrare in una hall chiosco per una rapida scansione del viso, evitando lunghe file alla reception e rendendo l'ingresso un'esperienza piacevole.
• Accessibilità: Permette alle persone ipovedenti di autenticarsi facilmente. Non hanno più bisogno di password, PIN o altro. Con il riconoscimento facciale, possono accedere alle app bancarie o sbloccare i dispositivi, rendendo le attività quotidiane molto più fattibili.
• Aule: Oltre all'aspetto della sicurezza, le scuole di guida utilizzano il riconoscimento facciale per monitorare il coinvolgimento degli studenti. Ad esempio, i sistemi possono avvisarti se gli studenti stanno prestando attenzione all'apprendimento in corso in classe, consentendo agli insegnanti di cambiare i loro metodi all'istante.
• Sicurezza dell'evento: La tecnologia di riconoscimento facciale ha trovato applicazione nella gestione della folla e nel miglioramento della sicurezza in grandi eventi come concerti e partite sportive. Un esempio potrebbe essere il suo utilizzo ai cancelli degli stadi per verificare i possessori di biglietti e vietare l'ingresso non autorizzato.
• Macchine: Le case automobilistiche stanno ora integrando il riconoscimento facciale nelle loro auto per una migliore esperienza di guida. Alcuni veicoli possono riconoscere il volto del conducente, effettuare regolazioni automatiche delle posizioni dei sedili e degli specchietti e persino riprodurre playlist specifiche.

[Leggi anche: Cos'è il riconoscimento delle immagini tramite intelligenza artificiale? Come funziona ed esempi]

Quali sono i vantaggi del riconoscimento facciale

Il riconoscimento facciale è una tecnologia relativamente nuova e offre molteplici aspetti positivi. Ecco alcuni pro dell'utilizzo del riconoscimento facciale:

• Maggiore sicurezza pubblica: I dipartimenti di polizia utilizzano il riconoscimento facciale per identificare individui scomparsi e criminali ricercati. Ad esempio, i dipartimenti di polizia in L'India è riuscita a riportare i bambini perduti alle loro famiglie dopo aver confrontato le loro foto con quelle presenti nei database delle persone scomparse.
• Transazioni sicure: Molte banche e sistemi di pagamento utilizzano il riconoscimento facciale per rendere più sicure le loro transazioni. Ad esempio, in Alipay, Cina, un utente può autorizzare un pagamento semplicemente consentendo la scansione del proprio volto, riducendo così il rischio di frodi e garantendo la comodità dei pagamenti senza contanti.
• Una migliore assistenza sanitaria: Gli ospedali hanno guidato i sistemi di riconoscimento facciale per accedere senza problemi alle directory dei pazienti e accelerare il processo di registrazione. Alcuni sistemi rilevano persino il dolore fisico o i disturbi emotivi nei pazienti, consentendo così ai medici di fornire cure migliori.
• Sicurezza: La tecnologia di riconoscimento facciale ha cambiato per sempre la sicurezza degli smartphone. Mentre Face ID di Apple non solo sblocca un telefono, consente anche la protezione di app sensibili, come portafogli digitali e app bancarie.

Contro del riconoscimento facciale

Presenta alcuni vantaggi; tuttavia, cosa più significativa, solleva questioni etiche, di privacy e di accuratezza. Di seguito sono riportati alcuni degli svantaggi:

• Accusa sbagliata: I sistemi di riconoscimento facciale possono dare origine ad accuse ingiuste. L'esempio di Randall Reid, arrestato nel 2022 in base all'identificazione errata tramite DNA tramite software di riconoscimento facciale per un reato in Louisiana, è in realtà un posto in cui non aveva mai messo piede.
• Pregiudizi culturali e di genere: Gli studi hanno dimostrato che i sistemi di riconoscimento facciale sono meno accurati nel riconoscere le persone di colore e le donne. In un rapporto dettagliato preparato per il governo degli Stati Uniti in merito alle prestazioni di questi sistemi, si è scoperto che identificavano sistematicamente in modo errato le persone provenienti da minoranze, con conseguenti potenziali arresti ingiusti o discriminazioni nelle forze dell'ordine.
• Violazione della privacy: Il posto del riconoscimento facciale ora solleva preoccupazioni etiche perché raccoglie e memorizza dati biometrici, a volte senza consenso. Ad esempio, alcuni negozi al dettaglio utilizzano la tecnologia di riconoscimento facciale per tracciare il comportamento dei clienti, sollevando preoccupazioni sulla sorveglianza e sulle libertà personali.
• La vulnerabilità della sicurezza informatica: Il solo atto di memorizzare dati facciali espone all'hacking; poiché gli hacker hanno decifrato informazioni biometriche sensibili, gli hacker Black Hat hanno dimostrato in soli due minuti che Il Face ID di Apple potrebbe essere hackerato.

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Esempi di riconoscimento facciale

• Riconoscimento Amazon: Il software di riconoscimento facciale basato su cloud di Amazon ha condotto ricerche delle forze dell'ordine con l'uso di filmati video per rintracciare le persone all'interno del corpo di un caso. Tuttavia, la società ha annunciato che la polizia non lo utilizzerà più entro il 2020, in attesa che vengano emanate leggi federali a protezione degli individui civili.
• Identificazione facciale Apple: Apple implementa sistemi di riconoscimento facciale sui propri dispositivi, consentendo agli utenti di sbloccare i propri telefoni, accedere alle app ed effettuare acquisti in modo sicuro: uno standard completo per la praticità e la sicurezza nell'elettronica di consumo.
• Facebook (Meta): Nel 2010, Facebook ha lanciato la tecnologia di riconoscimento facciale per taggare le foto. La possibilità di utilizzare tale tecnologia è facoltativa e consente il tagging automatico degli amici dopo aver caricato le foto, poiché sono stati riconosciuti nelle foto stesse.
• Google Foto: Google utilizza il riconoscimento facciale per organizzare e contrassegnare automaticamente le immagini, il che rende più facile per gli utenti rintracciare e trovare immagini con volti riconosciuti.
• Snapchat: Pioniere del software di riconoscimento facciale, Snapchat sfrutta questa tecnologia per i suoi popolari filtri insoliti per vari oggetti e personaggi sportivi.