Исследователи разрабатывают обонятельный датчик для биометрической аутентификации по вашему дыханию, который в будущем можно будет установить на любой телефон.
Издание ScienceDaily
Дата: 22 июня 2022 г.
Японские исследователи разработали «искусственный нос» (“электронный нос“), который может идентифицировать людей по их дыханию. Система обонятельных датчиков, оснащённая 16-канальной матрицей датчиков, которая может обнаруживать различные соединения, обнаруживаемые в дыхании человека, потенциально может стать ещё одним вариантом в наборе инструментов биометрической безопасности. В сочетании с машинным обучением “искусственный нос” смог идентифицировать до 20 человек со средней точностью более 97%.
Биометрическая аутентификация, такая как сканирование отпечатков пальцев и радужной оболочки глаза, является основным элементом любого шпионского фильма, и попытка обойти эти меры безопасности часто является основной сюжетной точкой. Но в наши дни технология не ограничивается шпионами, поскольку проверка отпечатков пальцев и распознавание лиц теперь являются общими функциями на многих наших телефонах.
Теперь исследователи разработали новый потенциальный вариант определения запаха для Biometric Security Toolkit («Инструментарий Биометрической Безопасности»): «Ваше Дыхание» («Your Breath»). В отчёте, опубликованном в Chemical Communications, исследователи из Института химии и инженерии материалов Университета Кюсю в сотрудничестве с Токийским университетом разработали обонятельный датчик, способный идентифицировать людей по анализу соединений в их дыхании.
В наш век информации и технологий биометрическая аутентификация является важнейшим способом защиты ценных активов. От обычных подозрительных отпечатков пальцев, отпечатков ладоней, голосов и лиц до менее распространённых вариантов ушной акустики и пальцевых вен, существует множество биометрических данных, которые машины могут использовать для идентификации вас.
“Эти методы основаны на физической уникальности каждого человека, но они ещё не являются надёжными. Физические характеристики могут быть скопированы или даже скомпрометированы в результате травмы”, – объясняет Чайанут Джираюпат, первый автор исследования. “В последнее время человеческий запах стал новым классом биометрической аутентификации, по сути, использующим ваш уникальный химический состав для подтверждения того, кто вы есть”.
Одним из вариантов биометрической аутентификации был чрескожно выделяемый газ (Чрескожный (Percutaneous) – «осуществляемый через кожу») – соединения, выделяемые из вашей кожи. Однако у этих методов есть свои ограничения, потому что кожа не выделяет достаточно высокую концентрацию летучих соединений для обнаружения машинами.
Итак, команда решила посмотреть, можно ли вместо этого использовать человеческое дыхание.
“Концентрация летучих соединений на коже может достигать нескольких частей на миллиард или триллион, в то время как соединения, выдыхаемые с дыханием, могут достигать несколько частей уже на миллион”, – продолжает Джираюпат. “Фактически, дыхание человека уже используется для определения, есть ли у человека рак, диабет и даже COVID-19”.
Команда начала с анализа дыхания испытуемых, чтобы определить, какие соединения можно использовать для биометрической аутентификации. В общей сложности было обнаружено, что 28 соединений являются жизнеспособными вариантами.
На основе этого они разработали матрицу обонятельных датчиков с 16-ти каналами, каждый из которых может идентифицировать определённый диапазон соединений. Затем данные датчика были переданы в систему машинного обучения для анализа состава дыхания каждого человека и разработки профиля, который будет использоваться для распознавания личности.
Тестируя систему с образцами дыхания шести человек, исследователи обнаружили, что она может идентифицировать людей со средней точностью 97,8%. Этот высокий уровень точности оставался неизменным, даже когда размер выборки был увеличен до 20 человек.
“Это была разнообразная группа людей разного возраста, пола и национальности. Отрадно видеть такую высокую точность по всем направлениям “, – объясняет Такеши Янагида, который руководил исследованием.
Тем не менее, он признаёт, что требуется больше работы, прежде чем «искусственный нос» появится на вашем следующем смартфоне.
“В этой работе мы требовали, чтобы наши испытуемые голодали за шесть часов до тестирования”, – заключает Янагида. “Мы создали хорошую основу. Следующим шагом будет доработка этого метода, чтобы он работал независимо от диеты. К счастью, наше текущее исследование показало, что добавление дополнительных датчиков и сбор большего количества данных могут преодолеть это препятствие “.
Источник ScienceDaily
