科技日報實習記者?張佳欣
指紋、虹 膜掃描這樣的生物認證過去常會出現(xiàn)在間諜片中，但這項技術(shù)的使用范圍早已擴大，指紋驗證和面部識別已在人們手機上司空見慣。現(xiàn)在，生物識別安全工具包又增 添了新選項：呼吸。據(jù)《化學通訊》雜志22日發(fā)表的一項研究，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行基于呼吸氣味的個人身份驗證將成為可能。圖片來源：九州大學/柳田實驗室
(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”與機器學習相結(jié)合，能夠?qū)Χ噙_20個人進行身份驗證，平均準確率超過97%。
用于基于呼吸的生物特征認證的人工嗅覺傳感器。該傳感器由一個4x4通道陣列組成，共16個傳感器。每個傳感器都能檢測人類呼吸中發(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，確定個體身份。圖片來源：九州大學/柳田實驗室
在這個信息和技術(shù)的時代，生物識別認證是保護寶貴資產(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，機器可使用各種生物識別方法來識別一個人。
研究人員解釋說，這些技術(shù)依賴于每個人的身體獨特性，但它們也并非萬無一失。身體特征可能會被復制，甚至會因受傷而受損。人類氣味則成為一種新的生物識別技術(shù)，使用個人獨特的化學成分來確認“你是誰”。
其中之一是經(jīng)皮氣體——從皮膚產(chǎn)生的化合物，但這種檢測有局限，皮膚產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物濃度很難讓機器檢測到。因此，研究小組轉(zhuǎn)而研究是否可用人類呼吸來 代替。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百萬分之幾。事實上，人類的呼氣已被用來識別一個人是否患有癌癥、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)了一個有16個通道的嗅覺傳感器陣 列，每個通道都可識別特定范圍的化合物。傳感器數(shù)據(jù)隨后被傳遞到機器學習系統(tǒng)中，分析每個人的呼吸組成，并以此區(qū)分個人的特征。
研究人員用6個人的呼吸樣本對該系統(tǒng)進行了測試，發(fā)現(xiàn)它識別出個人身份的平均準確率為97.8%。即使樣本量增加到20人，這種高水平的準確率仍然保持不變。
不過，研究人員表示，在這項技術(shù)真正進入應(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小時禁食。下一步，他們將改進該技術(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。