Hvor mye kan et kamera se?

Spillereglene for hva vi kan se med et kamera er i ferd med å forandre seg. Datamaskiner vil snart kunne tolke bilder uten menneskelig hjelp.

Tori Aarseth
Aarseth er statsviter, og fast journalist i Ny Tid.

Nysgjerrige tilskuere stimler sammen rundt et utstillingsbord i Oslo Militære Samfunds lille festsal. På bordet står en detaljert modell av Holmenkollbakken og en skjerm med 3D-fremstilling av hoppbakken og området rundt, som de nysgjerrige kan navigere rundt i som et dataspill. Modellen og fremstillingen av Holmenkollbakken i 3D er utelukkende basert på en serie med bilder i 2D. Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har samlet teknologene og de potensielle brukerne i Forsvaret for å diskutere hva den nyeste kamera- og bildeprosesseringsteknologien kan brukes til.
«Dette er et felt som delvis handler om å ta bildet, som går på fysikk, hardware og optikk, og delvis om hvordan vi prosesserer bildene i datamaskiner,» forklarer Torbjørn Skauli, forsker ved FFI, til Ny Tid. På kamerafronten er det spesielt utviklingen i hva kameraet kan se, som er interessant. «De vanlige kameraene som vi bruker mest, er de som tar opp synlig lys,» sier Skauli. «Det er en velutviklet teknologi som også er billig, og vi får veldig høy oppløsning, mange piksler og veldig god følsomhet, som blant annet i militærsammenheng gjør det lettere å ta bilder om natten.»
Slike kameraer kan likevel bare se lys ut til omtrent én mikrometer, altså bare en liten del av lysets spektrum, ifølge Skauli.
Såkalt hyperspektrale kameraer, som produseres i Norge, kan fange langt mer informasjon. «Det menneskelige øyet har bare tre primærfarger, mens et hyperspektralt kamera kan ha hundre eller mer,» forklarer Skauli. «På den måten forandrer spillereglene seg for hva vi kan se med et kamera rent fysisk. Slik kan vi vite mye mer om hva slags materiale det er vi ser. Det er en kraftfull teknikk for å kartlegge landskaper i militærsammenheng, og for å skille mellom ting som ser like ut for øyet – for eksempel å skille kamuflerte ting fra naturen,» sier han. Hyperspektrale kameraer brukes også i sortering av avfall, i medisinsk avbildning, og i romsonden som tok bildene som nylig viste spor av flytende vann på Mars.

Panelet på FFIs forum diskuterer bruksområder for den nye kamerateknologien. Fra venstre: Trym Haavardsholm og Torbjørn Skauli, forskere på FFI, Major Ola Petter Odden, Hærens Combat Lab, og Major Øyvind Berg, Brigade Nord.
Panelet på FFIs forum diskuterer bruksområder for den nye kamerateknologien. Fra venstre: Trym Haavardsholm og Torbjørn Skauli, forskere på FFI, Major Ola Petter Odden, Hærens Combat Lab, og Major Øyvind Berg, Brigade Nord.

Kan overvåke en hel by. Utviklingen i kameraene som kun fanger det synlige spektrum, er også i ferd med å gi helt nye bruksområder. Gigapikselkameraer plassert i et fly kan fange en hel by i ett bilde, med et så høyt detaljnivå at det er mulig å zoome inn på enkeltmennesker. «Det er jo en veldig interessant og ikke helt ukontroversiell utvikling,» kommenterer Skauli. «Det svarer til at vi nærmest har video av en hel by hele tiden, og det er naturligvis noe vi kan ha nytte av i militær sammenheng. Hvis vi klarer å prosessere disse store strømmene av bilder, så kan vi også få automatisk varsling om ting som er militært relevante. Men det er klart at det innebærer en massiv overvåking.»

Gigapikselkameraer plassert i et fly kan fange en hel by i ett bilde, med et så høyt detaljnivå at det er mulig å zoome inn på enkeltmennesker.

Kameraovervåkning i bybildet er ikke noe ukjent fenomen. Utbredelsen av kameraer i banker, i butikker, på kollektivtransport og rundt viktige bygninger har skutt fart i det siste tiåret. Men hittil har man måttet samle inn informasjon fra veldig mange forskjellige kilder for å få en like helhetlig og detaljert oversikt som man kan få med ett gigapikselbilde. På den andre siden kan man nå hente ut langt mer informasjon om enkeltmennesker enn før ved hjelp av ordinære overvåkningskameraer. Dagens Næringsliv rapporterte i sommer at overvåkningskameraer som er i salg til kommersiell bruk i Norge i dag, kan gjenkjenne ansikter og registrere informasjon om blant annet hudfarge og kjønn.
Kvaliteten på dagens digitalkameraer har også ført til at det produseres små satellitter basert på masseproduserte komponenter, som er veldig billige sammenlignet med tidligere. Til tross for den beskjedne størrelsen gir disse satellittene mange detaljer. «Hvis du for eksempel ser på firmaet Skybox Imaging, som ble kjøpt opp av Google, så tilbyr de en oppløsning på bakken som er bedre enn én meter, og andre tilbyr vel bedre enn en halv meter oppløsning på bilder og video som man kan kjøpe kommersielt,» forteller Skauli. Med en slik oppløsning kan man for eksempel ta bilder av ting på størrelse med biler. Ifølge Skauli er det likevel begrenset hvor lenge en satellitt kan stirre på samme sted: «Disse satellittene farer veldig fort av gårde, så det er ikke mulig å videoovervåke alle steder til enhver tid. Satellitter i lav jordbane går i omtrent sju kilometer i sekundet, så de forsvinner ganske fort over horisonten igjen.»

Vil lære datamaskiner å se. Minst like viktig som kamerateknologien er metodene som utvikles for å analysere bildene. «Bilder inneholder veldig mye data, og mengden av data øker i takt med oppløsningen på kameraene. Samtidig øker ytelsen på datamaskiner også hele tiden, på grunn av den samme ustoppelige strømmen av teknologiske gjennombrudd,» sier Skauli. Ved å utføre kompliserte regneoperasjoner på bildene kan man for eksempel trekke ut informasjon om menneskeskapte strukturer og lage 3D-modeller av dem – som modellen av Holmenkollbakken. Prosessering av bilder kan også brukes til å kartlegge store områder på kort tid, og til å navigere uten bruk av GPS-systemet, som vil være sårbart i en krig mellom stormakter.
Såkalt dyp læring er kanskje noe av det som i størst grad kommer til å endre måten vi bruker kameraer på. Metoden går ut på at datamaskinen lærer seg å gjenkjenne ting og situasjoner etter å ha fått en rekke eksempler med forklaring av hva tingene er. «Det har jo lenge vært sånn at datamaskinen ikke forstår hva det er den ser på,» forklarer Skauli. «Dette vil fortsatt være sant en stund, men det er en nokså sterk trend i retning av at vi kan bruke prosessering for å hente ut stadig ny informasjon fra bilder.» Datamaskinene har altså begynt å gjøre ganske gode tolkninger av hva som finnes i et bilde, og kan kjenne igjen for eksempel ulike typer kjøretøy eller skip den har fått informasjon om fra før.
Datakraften vi opererer med for øyeblikket, er på utrolige tusen milliarder pikseloperasjoner per sekund. «Den viktigste konsekvensen av det er kanskje at datamaskiner kan lage informasjonsprodukter på et ganske høyt abstraksjonsnivå i sanntid, slik at de kan begynne å overta noen av oppgavene som tidligere krevde en person til å følge med på bildet,» forklarer Skauli. «Automatisert prosessering og tolkning av bildene gjør at vi ikke er avhengig av årvåkenheten til personen som sitter og kikker på skjermen.» I fremtiden kan vi altså tenke oss at vakter ikke trenger å følge med på overvåkningskameraer lenger. I stedet gir datamaskinen et varsel når den oppfatter en mistenkelig situasjon eller person.

Ny teknologi, nye utfordringer. Det å klassifisere bestemt atferd som mistenkelig, er i seg selv noe som reiser etiske problemstillinger når det brukes i det offentlige rom. Avhengig av hvordan teknologien tas i bruk, vil mennesker med helt legitime grunner til å oppføre seg på en måte som flagges av systemet, kunne bli mistenkeliggjort og overvåket i større grad enn før. Prosesseringsteknologien er i ferd med å bli såpass billig og utbredt at vi kan forvente at private og kommersielle aktører tar den mer og mer i bruk. Vil de nye mulighetene føre til at man bruker kameraer på helt andre måter og helt andre steder enn det vi er vant til?
«Flere storbyer har opplevd at det flyr droner over viktige bygninger uten at vi vet hvem som styrer dem,» sier Skauli. Tilstedeværelsen av droner er et eksempel som begynner å bli velkjent også i Norge. Kombinert med prosesseringsteknologien kan bildene fra droner altså brukes til å hente ut en detaljert modell av bygningene det er snakk om. Fra et militært perspektiv byr dette på nye utfordringer. Ifølge Skauli er teknologien i ferd med å bli såpass billig og tilgjengelig at også ikke-statlige aktører – som terrorister – lettere kan få tak i det som tidligere var forbeholdt militæret innenfor kamerateknologi.


Aarseth er frilansjournalist og fast bidragsyter i Ny Tid.
tori.aarseth@gmail.com.

---
DEL