新“人造鼻”用呼吸識別“你是誰”
指紋、虹膜掃描這樣的生物認(rèn)證過去常會出現(xiàn)在間諜片中,但這項(xiàng)技術(shù)的使用范圍早已擴(kuò)大,指紋驗(yàn)證和面部識別已在人們手機(jī)上司空見慣。現(xiàn)在,生物識別安全工具包又增添了新選項(xiàng):呼吸。據(jù)《化學(xué)通訊》雜志22日發(fā)表的一項(xiàng)研究,日本研究人員開發(fā)出一種嗅覺傳感器,能夠通過分析呼吸中的化合物來識別個(gè)體身份。
在這個(gè)信息和技術(shù)的時(shí)代,生物識別認(rèn)證是保護(hù)寶貴資產(chǎn)的重要方式。從常見的指紋、掌紋、聲音和面部識別,到不太常見的耳朵和手指靜脈,機(jī)器可使用各種生物識別方法來識別一個(gè)人。
研究人員解釋說,人類氣味是一種新的生物識別技術(shù),使用個(gè)人獨(dú)特的化學(xué)成分來確認(rèn)“你是誰”。
其中之一是經(jīng)皮氣體——從皮膚產(chǎn)生的化合物,但皮膚產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物濃度很難讓機(jī)器檢測到。因此,研究小組轉(zhuǎn)而研究是否可用人類呼吸來代替。事實(shí)上,人類的呼氣已被用來識別一個(gè)人是否患有癌癥、糖尿病,甚至新冠肺炎。
研究小組從分析受試者的呼吸開始,篩選可用于生物識別認(rèn)證的化合物,共發(fā)現(xiàn)了28種可行的化合物。在此基礎(chǔ)上,他們開發(fā)了一個(gè)有16個(gè)通道的嗅覺傳感器陣列,每個(gè)通道都可識別特定范圍的化合物。傳感器數(shù)據(jù)隨后被傳遞到機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,分析每個(gè)人的呼吸組成,并以此區(qū)分個(gè)人的特征。
研究人員用6個(gè)人的呼吸樣本對該系統(tǒng)進(jìn)行了測試,發(fā)現(xiàn)它識別出個(gè)人身份的平均準(zhǔn)確率為97.8%。即使樣本量增加到20人,這種高水平的準(zhǔn)確率仍然保持不變。
不過,研究人員表示,在這項(xiàng)技術(shù)真正進(jìn)入應(yīng)用之前,還有許多工作要做。此次研究中他們要求受試者在測試前6小時(shí)禁食。下一步,他們將改進(jìn)該技術(shù),使其不受飲食的影響。目前的研究表明,增加更多傳感器并收集更多數(shù)據(jù),可克服這一障礙。
總編輯圈點(diǎn)
今年稍早時(shí)間一項(xiàng)報(bào)告指出,腦結(jié)構(gòu)和功能研究樣本量需達(dá)數(shù)千人才能確保結(jié)果可靠。我們無法斷言生物識別研究和腦研究哪個(gè)需要更高的可重復(fù)率,但無論6個(gè)人還是20個(gè)人,作為樣本量來說規(guī)模都太小了。而且呼吸樣本波動性極高,很容易受飲食、環(huán)境甚至個(gè)人情緒影響,目前來看,以此作為身份驗(yàn)證的主要識別信號,還是欠缺令人信服的數(shù)據(jù)和條件(作為輔助手段或可以)。但從傳感器技術(shù)發(fā)展角度來講,一種多通道傳感器陣列的構(gòu)建,很可能在醫(yī)療界發(fā)揮更大的作用。實(shí)習(xí)記者張佳欣
(責(zé)任編輯:支艷蓉)