Ερευνητές αναπτύσσουν έναν οσφρητικό αισθητήρα για βιομετρική αναγνώριση ταυτότητας χρησιμοποιώντας την αναπνοή μας.
Η Βιομετρική αναγνώρισης ταυτότητας, όπως σαρώσεις δακτυλικών αποτυπωμάτων και ίριδας, αποτελούν βασική πλέον ασφάλεια στην πρόσβαση χώρων, συσκευών και δεδομένων. Η επαλήθευση δακτυλικών αποτυπωμάτων και η αναγνώριση προσώπου είναι πλέον κοινά χαρακτηριστικά σε πολλά από τα κινητά μας τηλέφωνά.
Σε μια έκθεση που δημοσιεύτηκε στο Chemical Communications, ερευνητές από το Ινστιτούτο Χημείας και Μηχανικής Υλικών του Πανεπιστημίου Kyushu, σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Τόκιο, ανέπτυξαν έναν οσφρητικό αισθητήρα ικανό να αναγνωρίζει ανθρώπους αναλύοντας τις χημικές ενώσεις που εκπνέουν από την αναπνοή τους.
Σε συνδυασμό με τη μηχανική μάθηση (Deep Learning), αυτή η «τεχνητή μύτη», που κατασκευάστηκε με μια διάταξη αισθητήρων 16 καναλιών, είναι σε θέση να ελέγξει την ταυτότητα έως και 20 ατόμων με ακρίβεια μεγαλύτερη από 97%.
Στην εποχή της πληροφορίας και της τεχνολογίας η Βιομετρική αναγνώριση ταυτότητας είναι ένας κρίσιμος τρόπος για τη διαφύλαξη πολύτιμων περιουσιακών στοιχείων είτε είναι υλικά αγαθά είτε προσωπικά δεδομένα. Από τους συνήθεις τρόπους αναγνώρισης δακτυλικών αποτυπωμάτων, αποτυπωμάτων παλάμης, φωνής και προσώπων, έως τις λιγότερο κοινές επιλογές, ακουστικής αυτιών και φλεβών των δακτύλων, υπάρχει μια ποικιλία βιομετρικών στοιχείων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν συσκευές για την ταυτοποίηση και την ασφάλειά μας.
“Αυτές οι τεχνικές βασίζονται στη φυσική μοναδικότητα κάθε ατόμου, αλλά δεν είναι αλάνθαστες. Τα φυσικά χαρακτηριστικά μπορούν να αντιγραφούν ή ακόμα και να διακυβευτούν από τραυματισμό”, εξηγεί ο Chaiyanut Jirayupat, ο πρώτος συγγραφέας της συγκεκριμένης μελέτης. «Η ανθρώπινη μυρωδιά αναδύεται ως μια νέα κατηγορία βιομετρικής πιστοποίησης, χρησιμοποιώντας ουσιαστικά τη μοναδική χημική μας σύνθεση για να επιβεβαιώσει ποιοι είμαστε».
Ένας τέτοιος στόχος ήταν και η μυρωδιά του δέρματός, με ενώσεις που παράγονται από το δέρμα μας. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι έχουν τα όριά τους επειδή το δέρμα δεν παράγει αρκετά υψηλή συγκέντρωση πτητικών χημικών ενώσεων ώστε να μπορούν να ανιχνευθούν από τις συσκευές ανίχνευσης.
Έτσι, η ομάδα στράφηκε για να δει αν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η ανθρώπινη αναπνοή.
«Η συγκέντρωση των πτητικών ενώσεων από το δέρμα μπορεί να είναι τόσο χαμηλή όσο πολλά μέρη ανά δισεκατομμύριο ή τρισεκατομμύριο, ενώ οι ενώσεις που εκπνέονται από την αναπνοή μπορεί να φτάσουν έως και μέρη ανά εκατομμύριο», συνεχίζει ο Jirayupat. «Στην πραγματικότητα στο εργαστήριο, η ανθρώπινη αναπνοή έχει ήδη χρησιμοποιηθεί και δοκιμαστή για να προσδιοριστεί εάν ένα άτομο έχει καρκίνο, διαβήτη, ακόμη και COVID-19».
Η ομάδα ξεκίνησε αναλύοντας την αναπνοή των ατόμων για να δει ποιες ενώσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για βιομετρικό έλεγχο ταυτότητας. Συνολικά 28 ενώσεις βρέθηκαν να είναι αξιόπιστες και βιώσιμες επιλογές. Με βάση αυτές ανέπτυξαν μια συστοιχία οσφρητικών αισθητήρων με 16 κανάλια το καθένα που μπορούσε να αναγνωρίσει μια συγκεκριμένη σειρά ενώσεων. Τα δεδομένα του αισθητήρα μεταβιβάστηκαν στη συνέχεια σε ένα σύστημα μηχανικής μάθησης για να αναλυθεί η σύνθεση της αναπνοής κάθε ατόμου και να αναπτυχθεί ένα προφίλ που θα χρησιμοποιηθεί για τη διάκριση ενός ατόμου.
Δοκιμάζοντας το σύστημα με δείγματα αναπνοής από έξι άτομα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μπορούσε να αναγνωρίσει άτομα με μέση ακρίβεια 97,8%. Αυτό το υψηλό επίπεδο ακρίβειας παρέμεινε σταθερό ακόμη και όταν το μέγεθος του δείγματος αυξήθηκε σε 20 άτομα.
“Αυτή ήταν μια διαφορετική ομάδα ατόμων διαφορετικής ηλικίας, φύλου και εθνικότητας. Είναι ενθαρρυντικό να βλέπουμε τόσο υψηλή ακρίβεια σε όλα τα επίπεδα”, εξηγεί ο Takeshi Yanagida που ηγήθηκε της μελέτης.
Ωστόσο, παραδέχεται ότι χρειάζεται περισσότερη δουλειά πριν φτάσει στο επόμενο smartphone μας.
«Σε αυτή την εργασία, απαιτήσαμε από τα υποκείμενά άτομα στις δοκιμές να νηστεύουν έξι ώρες πριν από τη δοκιμή», καταλήγει ο Yanagida. “Έχουμε αναπτύξει μια καλή βάση. Το επόμενο βήμα θα είναι να βελτιώσουμε αυτήν την τεχνική ώστε να λειτουργεί ανεξάρτητα από τη διατροφή. Ευτυχώς, η τρέχουσα μελέτη μας έδειξε ότι η προσθήκη περισσότερων αισθητήρων και η συλλογή περισσότερων δεδομένων μπορεί να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο.”
Περιεχόμενο από eurekalert
Διαβάστε επίσης : Πώς λειτουργεί το διαδίκτυο στην Ουκρανία μετά την εισβολή της Ρωσίας
