Βιομετρική Επαλήθευση: Πρόσωπο, Αποτύπωμα Δακτύλου, Διάφραγμα, και… Φλέβες;

Μια ομάδα μηχανικών παρουσίασε ένα νέο σύστημα βιομετρικής επαλήθευσης που μπορεί να συλλέγει, κατηγοριοποιεί και αποθηκεύει δεδομένα αυτόματα, χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερους υπολογιστικούς πόρους από τις αρχικές μεθόδους. Δείτε γιατί πρόκειται για μια σημαντική πρόοδο στον κλάδο και πώς θα μπορούσε να επηρεάσει τα πάντα, από το πώς συνδέεστε στις ηλεκτρονικές σας συσκευές μέχρι το πώς ο γιατρός σας εγκρίνει την επόμενη ασφαλιστική σας αίτηση.

Βιομετρική Επαλήθευση

Όταν ακούτε για τη βιομετρία, μπορεί να σκεφτείτε προηγμένους σαρωτές αμφιβληστροειδούς ή συστήματα αναγνώρισης προσώπου. Ωστόσο, η επιστήμη της καταγραφής ατομικών χαρακτηριστικών και της χρήσης τους για σκοπούς επαλήθευσης είναι τόσο αρχαία όσο και ο ίδιος ο πολιτισμός.

Αρχαίοι πολιτισμοί όπως οι Βαβυλώνιοι χρησιμοποίησαν αποτυπώματα δακτύλου για να σφραγίζουν πιστοποιημένα πηλογραφημένα πλάκες ήδη το 500 π.Χ. Μέχρι τον 19ο αιώνα, ένα σύστημα καταγραφής αποτυπωμάτων δακτύλου εισήχθη στο νομικό σύστημα της Ινδίας. Αυτό το σύστημα, που ονομάστηκε προς τιμήν του δημιουργού του, του Επιθεωρητή Γενικού Έντουαρντ Χένρι, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται παγκοσμίως σήμερα.

Η εισαγωγή της τεχνολογίας έχει μεταμορφώσει τη βιομετρία από μια υπηρεσία ασφαλείας που χρησιμοποιούν κυβερνήσεις και συγκροτήματα σε μια μέθοδο που μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιοσδήποτε για να προστατεύσει τα αντικείμενα, τα δεδομένα του και πολλά άλλα. Σήμερα, η βιομετρία προσφέρει μια γρήγορη, χωρίς κωδικό λύση. Ως εκ τούτου, η δημοτικότητά της αυξάνεται.

Τύποι Βιομετρικής Επαλήθευσης

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι βιομετρίας που χρησιμοποιούνται σήμερα: εξωτερική και εσωτερική. Και οι δύο τύποι βιομετρικών δεδομένων προσφέρουν στους χρήστες πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που κάνουν τον έναν πιο κατάλληλο για μια συγκεκριμένη εφαρμογή από τις άλλες επιλογές.

Εξωτερική Βιομετρική Επαλήθευση

Οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται την εξωτερική βιομετρία όταν συζητούν αυτήν την τεχνολογία. Έχετε δει ή χρησιμοποιήσει αυτά τα συστήματα, ακόμη και αν δεν ήσασταν ενήμεροι για τη συμμετοχή σας. Αυτές οι επιλογές περιλαμβάνουν στοιχεία όπως ο σαρωτής αποτυπωμάτων δακτύλου και το σύστημα αναγνώρισης προσώπου που βρίσκονται στα σύγχρονα προηγμένα smartphones.
Η εξωτερική βιομετρία προσφέρει γρήγορη πρόσβαση και επαλήθευση από απόσταση. Αυτά τα δίκτυα είναι ιδανικά όταν χρειάζεται να παρακολουθήσετε μια μεγάλη περιοχή ή να εντοπίσετε ένα άτομο σε μια πολυσύχναστη πόλη. Σήμερα, δίκτυα βιομετρίας όπως το σύστημα αναγνώρισης προσώπου που χρησιμοποιείται στην Κίνα επιτρέπουν την αυτόνομη παρακολούθηση των πολιτών, την σύλληψη επιζητούμενων εγκληματιών και την πρόσβαση σε ευαίσθητα δεδομένα.

Προβλήματα με την Εξωτερική Βιομετρία Σήμερα

Υπάρχουν αρκετά σενάρια στα οποία τα εξωτερικά βιομετρικά συστήματα αποτυγχάνουν. Κατ’ αρχάς, βασίζονται σε χαρακτηριστικά που είναι εύκολα ορατά, όπως το πρόσωπό σας ή το αποτύπωμα δακτύλου. Αυτά τα στοιχεία μπορούν να συλλεχθούν και να χρησιμοποιηθούν για να παραπλανήσουν το σύστημα. Ήδη, έχουν γίνει σημαντικές μελέτες που τεκμηριώνουν πώς άτομα κατάφεραν να παραβιάσουν συστήματα αναγνώρισης προσώπου απλώς χρησιμοποιώντας φωτογραφίες του ατόμου.

Εσωτερική Βιομετρική Επαλήθευση

Αυτά τα μειονεκτήματα οδήγησαν πολλούς να αναζητήσουν μια καλύτερη εναλλακτική, όπως η εσωτερική βιομετρία. Η εσωτερική βιομετρία βασίζεται στα εσωτερικά σας, όπως οι μετρήσεις ιστών, η διάταξη των φλεβών και άλλα ζωτικά ανθρώπινα χαρακτηριστικά που είναι μοναδικά για κάθε άτομο.

Το πλεονέκτημα της εσωτερικής βιομετρίας είναι ότι είναι αόρατη για τους παρατηρητές. Είναι πολύ πιο δύσκολο να αποκτήσετε μια εσωτερική σάρωση του δικτύου φλεβών κάποιου στο πέλμα του χεριού σε σύγκριση με μια φωτογραφία του προσώπου του. Επιπλέον, είναι πολύ δύσκολο να αναπαραχθούν αυτά τα δεδομένα ακόμη και αν έχετε γενικεύσεις για αυτά. Ως εκ τούτου, η εσωτερική βιομετρία παρέχει υψηλή ακρίβεια και πρόσθετη αντίσταση στην απάτη.

Οι πιο συνηθισμένοι τρόποι σύλληψης εσωτερικής βιομετρίας είναι μέσω της χρήσης οπτικής συνεκτικότητας τομογραφίας (OCT) και φωτοακουστικής τομογραφίας (PAT). Η προσέγγιση OCT δημιουργεί ένα τοπογραφικό χάρτη των μετρήσεων ιστών, ενώ η μέθοδος PAT λαμβάνει ακριβείς μετρήσεις δακτύλου.

Υπερφασματική Απεικόνιση

Ο πιο προηγμένος τρόπος για την απόκτηση εσωτερικής βιομετρίας αυτή τη στιγμή είναι η χρήση υπερφασματικής απεικόνισης. Αυτή η μέθοδος φωτογραφίας δημιουργεί εικόνες εκτοξεύοντας το πέλμα με κυματομορφές από το ορατό έως το κοντινό υπέρυθρο με ανάλυση 5 nm. Το αποτέλεσμα είναι μια εικόνα που αποκαλύπτει δεδομένα σε ένα ευρύ φάσμα συνεχόμενων κυματομορφών.

Η υπερφασματική απεικόνιση προσφέρει μια ποικιλία πλεονεκτημάτων σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους σάρωσης. Κατ’ αρχάς, κάθε κυματομορφή αποκαλύπτει διαφορετικές πτυχές της εσωτερικής δομής του πέλματος. Ως εκ τούτου, μια μόνο σάρωση μπορεί να παρέχει μια πληθώρα πιθανών υλικών κωδικού πρόσβασης.

Προβλήματα με την Υπερφασματική Απεικόνιση

Η υπερφασματική απεικόνιση προσφέρει μερικές από τις καλύτερες επιλογές ασφαλείας στην αγορά, αλλά έχει ορισμένα ελαττώματα που έχουν επιβραδύνει την ενσωμάτωσή της σε μεγάλη κλίμακα. Κατ’ αρχάς, είναι πολύ πιο δύσκολο να διαχειριστεί κανείς αυτό το στυλ βιομετρικής ασφάλειας, καθώς απαιτεί το άτομο να καθίσει και να σαρώσει απευθείας το πέλμα του.
 
Αυτή η προσέγγιση θα λειτουργήσει για ευαίσθητες περιοχές, αλλά θα ήταν πολύ χρονοβόρα για χρήση σε μαζικό ή πόλεμο-ευρύ σενάριο. Φανταστείτε να πρέπει να περιμένετε κάθε επιβάτη του μετρό να σαρώσει το πέλμα του πριν μπορέσετε να εισέλθετε στο τρένο. Η πρόσθετη αναμονή και οι καθυστερήσεις θα αναιρούσαν οποιαδήποτε οφέλη ασφαλείας.

Τεράστιες Απαιτήσεις Δεδομένων

Ένας από τους κύριους λόγους που η υπερφασματική απεικόνιση δεν έχει υιοθετηθεί ευρέως είναι το τεράστιο μέγεθος κάθε σάρωσης. Το μέγεθος της εικόνας μπορεί να επηρεάσει πολλές πτυχές της ασφάλειάς σας. Η αποθήκευση του πέλματος ή των αποτυπωμάτων δακτύλου κάποιου δεν απαιτεί χώρο και μπορεί να γίνει σε όλα, από χαρτί μέχρι ψηφιακό σύστημα.
Σε σύγκριση, μια υπερφασματική εικόνα περιέχει μια ποικιλία λεπτομερών δεδομένων σε διαφορετικές κυματομορφές, με αποτέλεσμα ένα τεράστιο αρχείο γεμάτο δεδομένα. Αυτά τα πρόσθετα δεδομένα καθιστούν πιο δύσκολη την εξέταση, καθώς υπάρχει πολύ περισσότερα για ανασκόπηση εάν ψάχνετε για μοτίβα ή συγκρίνετε δεδομένα.

Μελέτη Βιομετρικής Επαλήθευσης

Αναγνωρίζοντας τον ενδογενή περιορισμό αυτής της προσέγγισης και το δυναμικό της τεχνολογίας, μια ομάδα μηχανικών από το Πανεπιστήμιο Μεταπολιτικής Οσάκα στην Ιαπωνία δημοσίευσε τη μελέτη με τίτλο «Αναγνώριση χρησιμοποιώντας μια εγκάρσια υπερφασματική εικόνα χεριού».¹ Αυτό το ερευνητικό άρθρο εμβαθύνει σε μια καινοτόμο μέθοδο μείωσης του όγκου των δεδομένων που απαιτούνται για τη χρήση υπερφασματικών σάρωσεων για σκοπούς ασφαλείας.
Οι μηχανικοί παρουσιάζουν ένα σύστημα που μπορεί να δημιουργήσει μια εγκάρσια εικόνα ενός τμήματος του πέλματος που παρέχει υψηλή φασματική ανάλυση και μπορεί να εντοπίσει βασικές λεπτομέρειες όπως διακριτά μοτίβα φλεβών. Αποκαλύπτουν επίσης πώς αυτό το νέο σύστημα έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει την προσωπική ταυτοποίηση στο μέλλον σε πολλούς κλάδους.

Το Αναβαθμισμένο Σύστημα Βιομετρικής Επαλήθευσης

Οι μηχανικοί κατέγραψαν υπερφασματικές εικόνες με ακρίβεια και στη συνέχεια τις διαίρεσαν σε μικρότερα αρχεία που είναι πιο κατάλληλα για επαλήθευση, αποθήκευση και μεταφορά. Το σύστημα ενσωματώνει μια ειδική κάμερα, φωτισμό, έναν σαρωτή και αλγορίθμους υπολογιστή για την εκτέλεση αυτού του έργου.

Υπερφασματική Κάμερα

Στον πυρήνα του πειράματος βρισκόταν η υπερφασματική κάμερα (NH-A-S, EBA, Japan, Japan). Αυτή η συσκευή ρυθμίστηκε με φακό εστίασης f=12mm, M118FM12, που παρείχε φασματική ανάλυση 5 nm σε διάφορα εύρη από 400 έως 1000 nm.

Σαρωτής Πέλματος

Ένας ευαίσθητος σαρωτής πέλματος ρυθμίστηκε για τη σύλληψη του δικτύου φλεβών και των εσωτερικών δομών του πέλματος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Ο σαρωτής διέθετε περιοχή σάρωσης 240×240 mm, επιτρέποντας τη σύλληψη μιας συγκεκριμένης περιοχής του πέλματος. Σημαντικό είναι ότι η μονάδα τοποθετήθηκε 900 mm πάνω από το πάτωμα και κλίνει με γωνία περίπου 30° προς το έδαφος.

Φωτισμός

Ο φωτισμός χρησιμοποιήθηκε για να φωτίσει το πέλμα και να προσφέρει βάθος στις εικόνες. Συγκεκριμένα, μια λυχνία αλογόνου 500 W τοποθετήθηκε κάτω από την περιοχή σάρωσης, η οποία έλαμπε πάνω σε ένα γυάλινο πλαίσιο υψηλής διαφάνειας πάχους 5 mm. Το πλαίσιο επιλέχθηκε λόγω της ικανότητάς του να μεταδίδει φως από το ορατό έως το κοντινό υπέρυθρο με ελάχιστη απώλεια.

Προσωπικός Υπολογιστής

Σημαντικό είναι ότι αυτό το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει σε έναν παραδοσιακό υπολογιστή. Για αυτό το πείραμα, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν ένα φορητό υπολογιστή με Intel (INTC ) Core i7-1068NG7 και 32 GB RAM. Δεν αντιμετώπισε κανένα πρόβλημα στην αποθήκευση των υπερφασματικών δεδομένων κύβου.

Τεχνητή Νοημοσύνη

Ένας ειδικά σχεδιασμένος αλγόριθμος AI εξυπηρετεί πολλαπλούς ρόλους στο σύστημα. Κατ’ αρχάς, του ανατίθεται η καθορισμένη επιλογή της καλύτερης περιοχής ενδιαφέροντος (ROI). Η ROI είναι η περιοχή της σάρωσης που προσφέρει τις πιο καθαρές και εξατομικευμένες πληροφορίες.

Η AI θα λάβει αυτά τα δεδομένα και θα δημιουργήσει μια εικόνα υπερφασματικού κύβου. Στη συνέχεια, θα υπολογίσει το ιδανικό επίπεδο κοπής βασιζόμενη στη βιβλιοθήκη MediaPipe Hands της Google, μια βιβλιοθήκη μηχανικής μάθησης.

Αυτή η προσέγγιση εξάλειψε την ανάγκη για τους μηχανικούς να δημιουργήσουν μια νέα βιβλιοθήκη καταχώρισης εικόνων, εξοικονομώντας χρήματα και χρόνο. Τα αποτελέσματα είναι μια δισδιάστατη χωρικο-φασματική εικόνα που παρέχει διακριτές ταυτοποιητικές παραμέτρους.

Δοκιμή Βιομετρικής Επαλήθευσης

Για να δοκιμάσουν τη θεωρία τους, οι ερευνητές επέλεξαν 10 υγιείς ενήλικες ηλικίας 24 έως 47 ετών. Κάθε συμμετέχων υπέστη πολλαπλές υπερφασματικές σάρωσεις του πέλματος κατά τη διάρκεια της προκαθορισμένης χρονικής περιόδου. Σημαντικό είναι ότι κάθε συμμετέχων είχε μοναδικό πρόγραμμα σάρωσης, το οποίο επέτρεψε στους μηχανικούς να λογαριάσουν μεταβλητές που εμφανίζονται με βάση το χρόνο και άλλους παράγοντες.
Σημαντικό είναι ότι μια λυχνία αλογόνου 500 W τοποθετήθηκε κάτω από την περιοχή σάρωσης για να φωτίσει το πέλμα του συμμετέχοντα από την αντίθετη πλευρά του γυαλιού. Από εκεί, τα εσωτερικά δεδομένα που σαρώθηκαν επεξεργάστηκαν χρησιμοποιώντας διάφορα λογισμικά, όπως το Jupyter Notebook, το LabVIEW και το ImageJ.

Αποτελέσματα Δοκιμής Βιομετρικής Επαλήθευσης

Τα αποτελέσματα της δοκιμής αποκαλύπτουν μια μεγάλη επιτυχία. Οι μηχανικοί πέτυχαν αξιόπιστη ταυτοποίηση βάσει αυτών των δεδομένων σε όλους τους δοκιμαστικούς συμμετέχοντες. Ενδιαφέρον είναι ότι παρατήρησαν ότι το σύστημα παρείχε καλύτερα αποτελέσματα με μικρότερη περιοχή σάρωσης. Επιπλέον, διαπίστωσαν ότι οι εγκάρσιες υπερφασματικές εικόνες του πέλματος παρείχαν διαφορετικά χαρακτηριστικά σε κάθε κυματομορφή, επιτρέποντας πολλαπλές στρωματοποιημένες παρατηρήσεις και επαλήθευση.

Οφέλη Βιομετρικής Επαλήθευσης

Υπάρχουν πολλά οφέλη που αυτή η τεχνολογία θα φέρει στην αγορά. Κατ’ αρχάς, θα βοηθήσει να γίνουν τα βιομετρικά συστήματα πιο ασφαλή και πιο αποδοτικά. Για να επεκταθεί η βιομετρία στην αγορά, η τεχνολογία πρέπει να ξεπεράσει ορισμένες βασικές αδυναμίες της. Αυτή η πρόσφατη προσέγγιση βοηθά να καλυφθεί ένα κενό στον κλάδο και υπόσχεται να παρέχει υψηλή ασφάλεια με ελάχιστο κόστος.

Εφαρμογές Βιομετρικής Επαλήθευσης

Υπάρχουν πολλές πιθανές εφαρμογές για αυτήν την τεχνολογία, από τον εμπορικό τομέα μέχρι τις ιατρικές και στρατιωτικές χρήσεις. Η δυνατότητα γρήγορης και ακριβούς επαλήθευσης ενός ατόμου είναι κρίσιμη για πολλούς κλάδους· εδώ είναι μερικές πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας στο μέλλον.

Ασφάλεια

Η πιο προφανής χρήση αυτών των συστημάτων είναι η ενίσχυση της ασφάλειας. Στο μέλλον, το αποτύπωμα του πέλματος σας μπορεί να είναι ο τρόπος με τον οποίο θα κάνετε εκτός σύνδεσης πληρωμές, θα έχετε πρόσβαση στο σπίτι σας ή ακόμη και θα ξεκινήσετε το όχημά σας. Ως εκ τούτου, είναι ζωτικής σημασίας τα συστήματα αυτά να είναι όσο το δυνατόν πιο ακριβή και προσβάσιμα.

Ιατρική

Ο ιατρικός τομέας θα μπορούσε να αξιοποιήσει αυτήν την τεχνολογία για να διασφαλίσει την ταυτότητα των ασθενών του. Από ιατρική αμέλεια μέχρι απάτη και απλά ανθρώπινα λάθη, ο ιατρικός τομέας χρειάζεται έναν τρόπο να επαληθεύει αποτελεσματικά την ταυτότητα ενός ατόμου πριν του παρέχει φροντίδα. Αυτό το σύστημα θα μπορούσε να προσφέρει μια προσιτή εναλλακτική λύση που θα αποτρέψει λανθασμένες διαγνώσεις και άλλα σφάλματα που οδηγούν σε απώλειες και περιττό πόνο.

Ερευνητές της Μελέτης Βιομετρικής Επαλήθευσης

Ο Τακάσι Σουζούκι ηγήθηκε της υπερφασματικής μελέτης. Δούλεψε με μια ομάδα μηχανικών και επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Μεταπολιτικής Οσάκα στην Ιαπωνία. Τώρα, η ομάδα επιδιώκει να επεκτείνει τα σενάρια χρήσης της τεχνολογίας και να δημιουργήσει πιο προσιτές και προσβάσιμες μεθόδους για την απόκτηση και ενσωμάτωση της τεχνολογίας σε μεγάλη κλίμακα.

Καινοτόμες Εταιρείες που Ηγούνται της Αγοράς Βιομετρίας

Υπάρχουν πολλές εταιρείες που αυτή τη στιγμή έχουν κάποια μορφή Έ&Κ; γύρω από τη βιομετρία. Από εταιρείες που επιδιώκουν να χρησιμοποιήσουν το αμφιβληστροειδές σας για πρόσβαση στον κρυπτολογικό λογαριασμό σας, μέχρι σαρωτές αμφιβληστροειδούς που χρησιμοποιούνται για να κλειδώνουν τις πολύτιμες θέσεις σας, δεν λείπουν οι κατασκευαστές στην αγορά. Εδώ είναι μια εταιρεία που έχει καταβάλει σημαντική προσπάθεια για τη δημιουργία ενός αξιόπιστου συστήματος βιομετρίας ώστε να βελτιώσει το ROI και την εμπειρία χρήστη (UX).

Alibaba Group Holding Limited

Alibaba Group Holding Limited (BABA ) εισήλθε στην αγορά το 1999 για να συνδέσει εμπόρους και καταναλωτές μέσω μιας ψηφιακής αγοράς. Η εταιρεία έχει εξελιχθεί σε έναν από τους μεγαλύτερους παρόχους ηλεκτρονικού εμπορίου παγκοσμίως κατά όγκο. Σήμερα, διαθέτει εκατοντάδες εκατομμύρια ενεργούς χρήστες και συνδέει χιλιάδες εμπόρους με πελάτες καθημερινά.

Η Alibaba εργάζεται σιωπηλά σε ένα σύστημα βιομετρικής πληρωμής από το 2004. Το σύστημα, που ονομάζεται «Smile to Pay», χρησιμοποιεί αναγνώριση προσώπου για να επιτρέπει στους χρήστες να πραγματοποιούν πληρωμές. Αν και βρίσκεται ακόμη σε στάδιο beta testing, τα στελέχη της εταιρείας δήλωσαν ότι ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία για την εξουσιοδότηση πληρωμών από το πορτοφόλι AliPay απλώς με μια σάρωση προσώπου.

Η Alibaba είναι ένας τεράστιος ιστότοπος ηλεκτρονικού εμπορίου που έχει πελάτες και συνεργασίες με μερικούς από τους μεγαλύτερους τεχνολογικούς γιγάντες παγκοσμίως. Η θέση της και η πρόσβαση σε ένα τεράστιο δίκτυο πελατών και εμπόρων καθιστούν την Alibaba κατάλληλη για την ενσωμάτωση οποιωνδήποτε βιομετρικών λύσεων με επιτυχία. Ως εκ τούτου, το BABA αξίζει περαιτέρω έρευνα.

Τελευταία Ειδήσεις για την Alibaba Group Holding

Ποτέ Πια Μην Ξεχάσετε τα Κλειδιά Σας – Βιομετρική Επαλήθευση

Η ώθηση για τη χρήση της βιομετρίας αυξάνεται παγκοσμίως. Εταιρείες, καταναλωτές και κυβερνήσεις προωθούν αυτήν την τεχνολογία. Εντυπωσιακά, αυτή η πρόσφατη εξέλιξη προσφέρει έναν αξιόπιστο και αποτελεσματικό τρόπο βελτίωσης των αποτελεσμάτων, μείωσης του κόστους αποθήκευσης και υπολογιστικών πόρων, και παροχής αξιόπιστης ασφάλειας. Ως εκ τούτου, αυτή η εργασία θα μπορούσε να έχει ανατρεπτική επίδραση στην αγορά στο μέλλον.
Μάθετε για Άλλες Καλές Βιοτεχνολογίες Σήμερα.

Μελέτες Αναφοράς:

^{1. Suzuki, T. (2025). Προσωπική ταυτοποίηση χρησιμοποιώντας μια εγκάρσια υπερφασματική εικόνα χεριού. Journal of Biomedical Optics, 30(2), 023514. https://doi.org/10.1117/1.JBO.30.2.023514}