[论文解读] Using Aesthetic Judgements to Distinguish between Humans and Computers

Nasser Mohammed Al-Fannah|arXiv (Cornell University)|Apr 8, 2017

User Authentication and Security Systems参考文献 15被引用 4

一句话总结

本文提出了一种名为美学CAPTCHA的新方法，利用人类的审美判断来验证身份，以实现人机区分。通过展示需要主观评价的视觉模糊图像，该方法在理论上提供了比传统CAPTCHA更强的替代方案，同时为未来图灵测试引入了新维度。

ABSTRACT

As a result of continuing advances in computer capabilities, it is becoming increasingly difficult to distinguish between humans and computers in the digital world. We propose using the fundamental human ability to distinguish between things that are aesthetically pleasing and those that are not as the basis of a method to verify that a communicating party is human. We discuss one possible implementation of this notion to develop a new CAPTCHA, the Aesthetic CAPTCHA, which we compare with widely used CAPTCHAs. Our initial analysis shows that, at least in theory, Aesthetic CAPTCHAs offer advantages over other schemes in terms of satisfying the full range of CAPTCHA requirements. More generally, using human aesthetic judgement adds a possible new dimension to the future design of Turing tests.

研究动机与目标

• 为解决在数字交互中日益难以区分人类与计算机的问题。
• 探索审美判断作为认证中一种可靠且专属于人类的能力。
• 设计一种新型CAPTCHA变体——美学CAPTCHA，以利用这一人类特质。
• 评估审美判断是否能够满足CAPTCHA的核心要求，如机器难以破解性和用户可用性。
• 基于主观人类感知，提出图灵测试设计的新方向。

提出的方法

• 该方法使用因审美模糊性而被选中的图像，要求人类评估者判断其视觉吸引力。
• 其依赖于人类天生具备审美判断能力，而当前人工智能系统在主观视觉评估方面仍存在困难。
• 美学CAPTCHA向用户展示一组图像，并要求其对最令人愉悦的图像进行排序或选择。
• 系统设计使得自动化系统无法可靠解决该任务，因为审美偏好具有主观性。
• 该方法基于标准CAPTCHA标准（如安全性与可用性）与现有CAPTCHA方案进行理论比较。
• 该方法借鉴人机交互与认知心理学的原理，以验证其可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 审美判断能否作为一种可靠且独特的人类能力，用于区分人类与机器？
• RQ2 在安全性和可用性方面，美学CAPTCHA与现有CAPTCHA方案相比如何？
• RQ3 当前人工智能系统在图像感知任务中，能在多大程度上复制人类的审美评估？
• RQ4 审美判断能否系统性地应用于设计一类新型图灵测试？
• RQ5 与基于模式识别的挑战相比，使用主观视觉评估在CAPTCHA设计中具有哪些理论优势？

主要发现

• 美学CAPTCHA在理论上能够满足CAPTCHA的所有核心要求，包括对自动化破解的抗性以及对人类用户的可用性。
• 审美判断为人机区分引入了新维度，其基础是人类一种基本的认知特质。
• 该方法利用主观偏好建模的固有难度，使人工智能系统难以复制。
• 初步分析表明，基于审美的挑战可能比基于模式识别的传统CAPTCHA提供更强的安全性。
• 该方法为设计依赖人类特有感知与评估能力的图灵测试开辟了新可能。
• 该方法尚未经过实证测试，但其理论基础支持其作为现有方案可行替代方案的潜力。