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La autenticación individual basada en el olor del aliento utilizando un sensor olfativo artificial podría ser posible en un futuro cercano, como lo representa la representación de este artista. Crédito: Universidad de Kyushu/Laboratorio de Yanagida
La autenticación biométrica, como los escaneos de huellas dactilares e iris, son un elemento básico de cualquier película de espías, y tratar de eludir esas medidas de seguridad suele ser un punto central de la trama. Pero en estos días, la tecnología no se limita a los espías, ya que la verificación de huellas dactilares y el reconocimiento facial ahora son características comunes en muchos de nuestros teléfonos.
Ahora, los investigadores han desarrollado una nueva opción olorosa potencial para el conjunto de herramientas de seguridad biométrica: su aliento. En un informe publicado en comunicaciones químicasinvestigadores del Instituto de Química e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Kyushu, en colaboración con la Universidad de Tokio, han desarrollado un sensor olfativo capaz de identificar a las personas mediante el análisis de los compuestos en su aliento.
En combinación con el aprendizaje automático, esta «nariz artificial», construida con una matriz de sensores de 16 canales, pudo autenticar hasta 20 personas con una precisión promedio de más del 97 %.
En esta era de información y tecnología, la autenticación biométrica es una forma fundamental de salvaguardar activos valiosos. Desde los sospechosos habituales de huellas dactilares, huellas palmares, voces y rostros hasta las opciones menos comunes de la acústica del oído y las venas de los dedos, existe una variedad de datos biométricos que las máquinas pueden usar para identificarlo.
«Estas técnicas se basan en la singularidad física de cada individuo, pero no son infalibles. Las características físicas pueden copiarse o incluso verse comprometidas por una lesión», explica Chaiyanut Jirayupat, primer autor del estudio. «Recientemente, el olor humano ha surgido como una nueva clase de autenticación biométrica, esencialmente utilizando su composición química única para confirmar quién es usted».
Imagen de un sensor olfativo artificial utilizado para la autenticación biométrica basada en la respiración. El sensor está hecho de una matriz de canales de 4×4 para un total de 16 sensores. Cada sensor detecta una gama específica de compuestos que se encuentran en el aliento humano. Luego, los datos son procesados por una red neuronal, que luego determina al individuo. Crédito: Universidad de Kyushu/Laboratorio de Yanagida
Uno de esos objetivos ha sido el gas percutáneo: compuestos producidos a partir de su piel. Sin embargo, estos métodos tienen sus límites porque la piel no produce una concentración lo suficientemente alta de compuestos volátiles para que las máquinas los detecten.
Entonces, el equipo se volvió para ver si se podía usar el aliento humano en su lugar.
«La concentración de compuestos volátiles de la piel puede ser tan baja como varias partes por billón o trillón, mientras que los compuestos exhalados por el aliento pueden llegar a partes por millón», continúa Jirayupat. «De hecho, el aliento humano ya se ha utilizado para identificar si una persona tiene cáncer, diabetes e incluso COVID-19».
El equipo comenzó analizando el aliento de los sujetos para ver qué compuestos podrían usarse para la autenticación biométrica. Se encontró que un total de 28 compuestos eran opciones viables.
En base a esto, desarrollaron una matriz de sensores olfativos con 16 canales, cada uno de los cuales podía identificar una gama específica de compuestos. Luego, los datos del sensor se pasaron a un sistema de aprendizaje automático para analizar la composición del aliento de cada persona y desarrollar un perfil que se usará para distinguir a un individuo.
Los sujetos comienzan respirando en una bolsa de recolección. Luego, la bolsa se conecta al sensor olfativo, que analiza los compuestos que se encuentran en el aliento del individuo. Según la concentración de los compuestos, el sistema de aprendizaje automático identifica al individuo. Crédito: Universidad de Kyushu/laboratorio de Yanagida
Al probar el sistema con muestras de aliento de seis personas, los investigadores descubrieron que podía identificar a las personas con una precisión promedio del 97,8 %. Este alto nivel de precisión se mantuvo constante incluso cuando el tamaño de la muestra se incrementó a 20 personas.
«Este era un grupo diverso de personas de diferentes edades, sexos y nacionalidades. Es alentador ver una precisión tan alta en todos los ámbitos», explica Takeshi Yanagida, quien dirigió el estudio.
No obstante, admite que se necesita más trabajo antes de que llegue a su próximo teléfono inteligente.
«En este trabajo, requerimos que nuestros sujetos ayunaran seis horas antes de la prueba», concluye Yanagida. «Hemos desarrollado una buena base. El siguiente paso será refinar esta técnica para que funcione independientemente de la dieta. Afortunadamente, nuestro estudio actual mostró que agregar más sensores y recopilar más datos puede superar este obstáculo».
Chaiyanut Jirayupat et al, autenticación individual basada en el olor del aliento mediante un sistema de sensor olfativo artificial y aprendizaje automático, comunicaciones químicas (2022). DOI: 10.1039/d1cc06384g
Proporcionado por la Universidad de Kyushu
Citación: Detectando su identidad con la biometría del aliento (22 de junio de 2022) consultado el 14 de julio de 2022 en https://techxplore.com/news/2022-06-sniffing-identity-biometrics.html
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