什麼是 CPSIS 與雙人互動識別
Cyber-physical-social 基礎設施系統(CPSIS)將傳統的「感測-運算-控制」架構,進一步結合人與人之間的社會行為與情境因素。在這個脈絡中,雙人互動識別(Dyadic Interaction Recognition)成為量化社會效益的核心關鍵。
根據 arXiv 最新發表的論文 Read the Room: Inferring Social Context Through Dyadic Interaction Recognition in CPSIS,研究團隊針對 12 種互動類型 (例如象徵性動作 Emblems、情感表達 Affect Displays 等),以深度感測器採集骨架標記進行分析,比傳統 RGB 影像在隱私保護上更具優勢。
為何選擇深度感測與骨架分析
RGB 攝影機雖然資訊豐富,但存在人臉辨識與隱私洩漏風險;相對地,深度感測 (如 Kinect、Intel RealSense) 只回傳 3D 骨架座標,大幅降低個人識別可能性。根據 IEEE IoT Journal 白皮書顯示,骨架骨點誤差可控制在 2–4 厘米範圍,能可靠支持高階互動分類。
主流骨架互動識別算法比較
本研究選用五大骨架動作識別算法進行橫向 Benchmark:
1. ST-GCN (Spatial-Temporal Graph Convolutional Networks):利用圖形卷積擷取關節間時空關係,Top-1 準確率約 82.3%。
2. 2s-AGCN (Two-Stream Adaptive GCN):結合關節與骨骼流動特徵,自適應學習圖結構,準確率達 84.7%。
3. CTR-GCN (Channel-Wise Topology Refinement GCN):動態微調頻道層級拓樸,準確率 85.5%。
4. DGNN (Dynamic Graph Neural Networks):強化圖結構更新演算法,收斂速度加快 30%,準確率 83.9%。
5. AS-GCN (Attention Spatio-Temporal GCN):引入注意力機制,精準捕捉互動焦點,準確率 86.2%。
實測效能與隱私保護實踐
在實驗環境中,128×128 深度影像輸入經過骨架擷取後,每秒可處理約 45 幀,滿足即時監測需求。整體系統採用 Docker 容器化與 Kubernetes 編排,保證可水平擴展。
為了在保護隱私與符合 GDPR、CCPA 法規之餘,並行使用差分隱私 (Differential Privacy) 對骨架數據進行最小化處理,確保外部無法還原個人特徵,同時不影響模型準確度超過 1%。
社會化基礎設施應用場景
應用於智慧城市公共空間,能即時偵測溝通有效性與互動情感,提升公共安全與社會融合。例如在博物館設置互動展台,即時回饋參觀者互動品質;亦可應用於社區照護中心,監測老人與護理員間的情感交流。
未來發展與職涯深造建議
面對 Web3 與生成式 AI 快速演進,資深全端工程師可結合智能合約自動化數據稽核,或利用大模型增強社交情境推論。建議先掌握 PyTorch Geometric、DGL 等圖神經網絡框架,再進行多源資料融合 (Multimodal Fusion) 研究,提升分析精度與可擴充性。
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