Pojedynczy piksel może oszukać sztuczną inteligencję

| Technologia

Technologie sztucznej inteligencji potrafią dokonywać zadziwiających rzeczy, jednak czasem okazują się bezradne jak noworodek. Naukowcy z japońskiego Kyushu University udowodnili, że zmieniając pojedyncze piksele na obrazie są w stanie oszukać algorytmy sztucznej inteligencji i zmusić je do całkowicie błędnego sklasyfikowania obiektu.

Jiawei Su, Danilo Vasconcellos Vargas i Sakurai Kouichi postawili przed sobą dwa cele. Pierwszy to oszukać w sposób przewidywalny i powtarzalny głęboką sieć neuronową, a drugi – zautomatyzować swój atak tak bardzo, jak możliwe.
Naukowcy zastanawiali się, czy uda się np. zmusić algorytmy sztucznej inteligencji wyspecjalizowane w rozpoznawaniu obrazów by uznały znajdujący się na zdjęciu samochód za psa. Okazało się, że nie tylko jest to możliwe, ale można to zrobić manipulując pojedynczym pikselem, czyli wprowadzając zmianę, której człowiek najprawdopodobniej nie wyłapie.

Podczas swojego ataku naukowcy wykorzystali technikę ewolucji różnicowej (differential evolution, DE), która posłużyła do zidentyfikowania najlepszego celu. Testowano ataki na jeden, trzy i pięć pikseli. Oczywiście, im więcej pikseli zmieniono, tym bardziej skuteczny był atak.

Podczas ataków na trzy piksele w 1024-pikselowym obrazie sztuczna inteligencja błędnie klasyfikowała obraz w 82 proc. przypadków. Przy ataku na pięć pikseli odsetek ten rósł do 87,3 proc. Przy zmianie pojedynczego piksela odsetek błędnych klasyfikacji wynosił 73,8 proc.

W czasie badań naukowcy zmusili w ten sposób algorytm sztucznej inteligencji do zaklasyfikowania zdjęcia psa do każdej z dziewięciu kategorii, którymi były samolot, samochód, ptak, kot, jeleń, żaba, koń, statek i ciężarówka.

Ze szczegółami ataku można zapoznać się w sieci (arXiv).

Autor:

Źródło: arXiv

atak rozpoznawanie obrazów piksel