16-канален сензор открива уникални химични съединения в дъха на човека, разпознава го с 97,8% точност (снимка: CC0 Public Domain)
Биометричното удостоверяване чрез пръстов отпечатък и сканиране на ириса е добре познато, но сега изследователи разработили нова опция за биометрична сигурност: човешкия дъх. В публикация на Chemical Communications учени Института по химия и инженерство на материалите на университета Кюшу, в сътрудничество с Университета в Токио, описват обонятелен сензор, способен да идентифицира индивидите чрез анализиране на съединенията в дъха им. В комбинация с машинно самообучение този „изкуствен нос“, изграден с 16-канален сензорен масив, успява да разпознае до 20 индивида със средна точност над 97%.
„Напоследък човешката миризма се появява като нов клас биометрично удостоверяване, като по същество използва вашия уникален химически състав, за да потвърди кой сте“, обяснява Чаянут Джираюпат, водещ автор на изследването.
Възможен биомаркер за анализ са т.нар. перкутанни газове – съединения, произвеждани от човешката кожа. Тези методи обаче имат своите ограничения, тъй като кожата не произвежда достатъчно висока концентрация на летливи съединения, за да могат машините да ги открият. Затова екипът се насочил към човешкия дъх.
„Концентрацията на летливи съединения от кожата може да бъде ниска – няколко части на милиард или трилион, докато съединенията, издишани чрез дъха, са повече – могат да достигнат няколко части на милион“, продължава Джираюпат. „Всъщност човешкият дъх вече може да се използва, за да се определи дали човек има рак или диабет“, припомня изследователят.
Екипът започнал с анализ на дъха на субектите, за да види кои съединения могат да се използват за биометрично удостоверяване. Установено е, че общо 28 съединения са жизнеспособни варианти.
Въз основа на това учените са разработили обонятелна сензорна матрица с 16 канала, всеки от които може да идентифицира определен набор от съединения. След това данните от сензора са предадени на система за машинно обучение, за да се анализира съставът на дъха на всеки човек и да се разработи профил, който да се използва за разпознаване.
Тествайки системата с проби от дишане на шест души, изследователите установили, че тя може да идентифицира индивидите със средна точност от 97,8%. Това ниво на точност остава и при увеличаване на извадката до 20 души. Участниците в тестовете са хора с различна възраст, пол и националност.
Окуражаващо е да се види такава висока точност във всички области, казва Такеши Янагида, който ръководи проучването. Все пак той признава, че е необходима още работа, преди технологията да стане приложима за масово ползване.
„В тази разработка изисквахме нашите субекти да гладуват шест часа преди тестването“, пояснява Янагида. „Следващата стъпка ще бъде да усъвършенстваме техниката, за да работи независимо от диетата“.