科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者?張佳欣
指紋、虹 膜掃描這樣的生物認(rèn)證過去常會(huì)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(shí)別已在人們手機(jī)上司空見慣。現(xiàn)在，生物識(shí)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(shí)別個(gè)體身份。
如藝術(shù)圖所示，在不久的將來，使用人工嗅覺傳感器進(jìn)行基于呼吸氣味的個(gè)人身份驗(yàn)證將成為可能。圖片來源：九州大學(xué)/柳田實(shí)驗(yàn)室
(資料圖片僅供參考)
這種由16通道傳感器陣列構(gòu)建的“人造鼻”與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，能夠?qū)Χ噙_(dá)20個(gè)人進(jìn)行身份驗(yàn)證，平均準(zhǔn)確率超過97%。
用于基于呼吸的生物特征認(rèn)證的人工嗅覺傳感器。該傳感器由一個(gè)4x4通道陣列組成，共16個(gè)傳感器。每個(gè)傳感器都能檢測(cè)人類呼吸中發(fā)現(xiàn)的特定范圍的化合物，數(shù)據(jù)經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理分析后，確定個(gè)體身份。圖片來源：九州大學(xué)/柳田實(shí)驗(yàn)室
在這個(gè)信息和技術(shù)的時(shí)代，生物識(shí)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(shí)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(shí)別方法來識(shí)別一個(gè)人。
研究人員解釋說，這些技術(shù)依賴于每個(gè)人的身體獨(dú)特性，但它們也并非萬無一失。身體特征可能會(huì)被復(fù)制，甚至?xí)蚴軅軗p。人類氣味則成為一種新的生物識(shí)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，但這種檢測(cè)有局限，皮膚產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物濃度很難讓機(jī)器檢測(cè)到。因此，研究小組轉(zhuǎn)而研究是否可用人類呼吸來 代替。皮膚中揮發(fā)性化合物的濃度可能低至萬億分之幾，而呼出的化合物濃度可高達(dá)百萬分之幾。事實(shí)上，人類的呼氣已被用來識(shí)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(shí)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(shí)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(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它識(shí)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(cè)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。