연구원들이 휴대폰에 입김을 불어넣어 잠금을 해제할 수 있는 후각 센서 개발

휴대폰에 입김을 불어넣으면 잠금이 해제되는 후각센서가 연구진이 개발했다.

휴대폰에 입김을 불어넣으면 잠금이 해제되는 후각센서가 개발됐다. 개인의 호흡 속 화합물을 분석하여 개인을 식별할 수 있는 후각 센서입니다. 연구원들이 숨을 불어넣어 휴대전화의 잠금을 해제할 수 있는 후각 센서를 개발했습니다. ​연구원들이 휴대폰에 입김을 불어서 잠금을 해제할 수 있는 후각 센서를 개발했습니다. 1

스마트폰은 어떤 방법으로 잠금을 해제할 수 있나요?

사람들은 초기 버튼 및 패턴 잠금 해제부터 현재 널리 사용되는 지문 잠금 해제, 음성 잠금 해제 및 얼굴 인식에 이르기까지 휴대폰 잠금을 해제합니다. 최근 일본의 한 과학 연구가 스마트폰 잠금 해제를 위한 또 다른 새로운 솔루션을 제공했습니다. 바로 '숨을 불어서' 잠금을 해제하는 것입니다.

그림丨후각 센서의 렌더링 가까운 미래에는 호흡 냄새를 기반으로 한 개인 식별에 인공 후각 센서를 사용하는 것이 가능할 수 있습니다. (출처: 규슈 대학)

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일본 규슈대와 도쿄대 과학 연구팀이 인공 후각 센서 시스템을 사용해 최초로 인간 호흡 속 화합물을 분석해 효과를 거뒀다. 개인 신원 확인. 그들은 기계 학습 기술과 결합된 16채널 내화학성 센서 어레이를 사용하여 "인공 코"를 만들고 평균 97% 이상의 정확도를 성공적으로 달성했습니다. 또한 이 연구에서는 센서 수가 정확성과 재현성에 미치는 영향을 보여줍니다.

최근 케미칼커뮤니케이션즈(Chemical Communications)에 '인공후각센서 시스템과 머신러닝을 통한 호흡 냄새 기반 개인인증'이라는 제목의 관련 논문이 [1]에 게재됐다.

그림 丨 관련논문(출처:케미칼커뮤니케이션즈)

스마트폰 잠금 해제의 핵심은 생체인식 기술을 통해 사람의 고유성을 확인하는 것이다. 기존 식별방식에서는 지문, 장문, 음성, 얼굴 등을 식별하는 방식이 일반적이었다. 또한 음향학, 지정맥 등 흔하지 않은 식별 방법도 포함되어 있습니다.

"이러한 기술은 각 사람의 신체의 고유성에 의존하지만 완벽하지는 않습니다. 신체적 특성은 복사되거나 부상으로 인해 손상될 수도 있습니다"라고 논문의 첫 번째 저자이자 대학 공과 대학원생이 말했습니다. 재료공학부 박사과정 학생인 차이야누트 지라유팟(Chaiyanut Jirayupat)은 언론에 “최근 인간의 냄새가 주로 자신이 누구인지 확인하는 등 새로운 생체 ​​인식 방식이 등장했다”고 말했다. >

그림 丨 호흡 기반 생체 인증을 위한 인공 후각 센서(출처: 규슈대학교)

이러한 효과를 달성하기 위해 연구팀은 먼저 생성된 화합물을 사용하는 것을 생각했습니다. 인간의 피부에서 신원 정보를 식별합니다. 그러나 이 접근 방식은 안전하지 않습니다. 모순은 기계가 신원 정보를 감지하고 "인식"을 달성하기 위해 특정 농도를 충족해야 하며 피부는 고농도의 휘발성 화합물을 생성할 수 없다는 것입니다.

이를 바탕으로 연구자들은 또 다른 아이디어를 내놨다. '사람의 호흡을 생체인식에 사용할 수 있을까?'

“피부의 휘발성 화합물 농도는 10억분의 1 또는 1조분의 1만큼 낮을 수 있지만, 호흡으로 내쉬는 화합물의 농도는 100만분의 1만큼 높을 수 있습니다.”라고 기라유팟은 계속 말했습니다. 인간의 호흡은 암, 당뇨병, 심지어 코로나19에 걸렸는지 확인하는 데 사용되었습니다."

그림 丨 시스템 및 후각 센서. 피험자는 먼저 수집 가방에 숨을 쉬었습니다. 그런 다음 가방은 개인의 호흡에서 발견되는 화합물을 분석하는 후각 센서에 연결됩니다. 머신러닝 시스템은 화합물의 농도에 따라 개인을 식별합니다(출처: 규슈대학교)

이 새로운 생체 ​​인식 접근 방식을 결정한 후 팀은 먼저 피험자의 호흡 샘플을 종합적으로 분석하여 어떤 것이 무엇인지 결정했습니다. 생체 인증에 화합물을 사용할 수 있습니다. 결과에 따르면 센서는 생체 식별을 위해 28가지 화합물을 포함한 인간 호흡의 구성 요소를 식별할 수 있습니다.

구체적으로 팀은 '인공 코' 후각 감지 시스템을 만들었으며 후각 센서 배열의 16개 채널 각각은 특정 범위의 화합물을 식별할 수 있습니다. 그런 다음 센서 데이터는 기계 학습 시스템으로 전송되어 각 호흡 샘플의 화학적 구성을 해석합니다.

그림 丨 호흡 냄새 인식을 기반으로 한 개인 인증을 위한 그래픽 워크플로(출처: Chemical Communications)

관련 실험에서 팀은 호흡 샘플 시스템을 통과했습니다. 6개 과목에서 시험을 봤습니다. 그 결과, 시스템은 개인을 식별할 수 있을 뿐만 아니라 평균 97.8%의 정확도를 달성한 것으로 나타났습니다. 피험자 집단은 다양한 연령, 성별, 국적의 사람들로 구성되었으며, 연구진이 표본 크기를 20명으로 더 확대했을 때에도 정확도는 높은 수준을 유지했으며 표본 크기 확대로 인한 정확도에는 영향을 미치지 않았습니다. 정확성.

동일인의 호흡 구성이 식이 요인에 영향을 받아 검사 결과에도 영향을 미칠까요? 이를 염두에 두고, 검사의 정확성을 보장하기 위해 피험자들은 해당 검사 6시간 전에 금식했습니다.

물론 향후 이 시스템이 대규모로 활용되려면 해당 결과가 더 이상 다이어트 등 요인에 영향을 받지 않게 만드는 등 보다 기술적인 문제를 해결해야 하지만, Breath는 어떤 상태에서도 사용자의 신원 정보를 정확하게 식별합니다.

그러나 팀은 문제 해결에 대해 낙관적입니다. 해당 논문의 교신저자이자 도쿄대학교 공학대학원 교수인 야나기다 타케시(Takeshi Yanagida)는 언론과의 인터뷰에서 "다행히도 우리의 현재 연구는 더 많은 센서를 추가하고 더 많은 데이터를 수집하면 이러한 장애물을 극복할 수 있다는 것을 보여준다"고 말했습니다. 숨을 불어넣으면 휴대폰 잠금을 해제할 수 있는 후각센서 개발 2

지문, 홍채 스캔 등 생체 인증은 과거에도 영화에 늘 등장했다. 그러나 이러한 기술의 사용은 오랫동안 확대되어 지문 확인과 얼굴 인식이 스마트폰에서 일반화되었습니다. 이제 생체 인식 보안 툴킷에 호흡이라는 새로운 옵션이 추가되었습니다. 22일 케미컬커뮤니케이션즈에 게재된 보고서에 따르면 일본 연구진이 호흡 속 화합물을 분석해 개인을 식별할 수 있는 후각 센서를 개발했다고 한다.

16채널 센서 어레이로 제작된 이 '인공코'는 기계학습과 결합해 평균 97% 이상의 정확도로 최대 20명을 인증할 수 있다.

정보기술 시대에 생체인증은 귀중한 자산을 보호하는 중요한 방법입니다. 기계는 일반적인 지문, 장문, 음성 및 얼굴 인식부터 덜 일반적인 귀 및 손가락 정맥에 이르기까지 다양한 생체 인식 방법을 사용하여 사람을 식별할 수 있습니다.

이러한 기술은 각 사람의 신체의 고유성에 의존하지만 완벽하지는 않다고 연구원들은 설명했습니다. 신체적 특성은 복제되거나 부상으로 인해 손상될 수도 있습니다. 인간의 향기는 개인의 고유한 화학적 구성을 사용하여 "당신이 누구인지" 확인하는 새로운 생체인식 기술이 되었습니다.

표적 중 하나는 피부에서 생성되는 화합물인 경표피가스입니다. 그러나 이러한 방법에는 피부에서 생성되는 휘발성 화합물이 기계가 이를 감지할 수 있을 만큼 충분한 농도로 생성되지 않기 때문에 한계가 있습니다. 그래서 연구팀은 인간의 호흡을 대신 사용할 수 있는지 조사하기 시작했습니다. 피부 속 휘발성 화합물의 농도는 1조분의 1만큼 낮을 수 있지만, 내쉬는 화합물의 농도는 100만분의 1만큼 높을 수 있습니다.

팀은 생체 인증에 어떤 화합물이 사용될 수 있는지 알아보기 위해 피험자의 호흡을 분석하는 것부터 시작했습니다. 연구진은 실행 가능한 옵션이 있는 총 28개의 화합물을 발견했습니다. 이를 기반으로 그들은 각각 특정 범위의 화합물을 식별할 수 있는 16개 채널을 갖춘 후각 센서 어레이를 개발했습니다. 그런 다음 센서 데이터는 기계 학습 시스템에 전달되어 각 사람의 호흡 구성을 분석하고 개인을 차별화하는 특성을 개발합니다.

연구원들은 6명의 호흡 샘플을 대상으로 시스템을 테스트한 결과 평균 97.8%의 정확도로 개인을 식별할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 표본 크기를 20명으로 늘린 후에도 이러한 높은 정확도는 그대로 유지되었습니다.

그러나 연구자들은 이 기술이 실제로 일반 사람들의 가정에 들어오기까지는 아직 해야 할 일이 많다고 말합니다. 이 연구에서 그들은 피험자들에게 테스트 전 6시간 동안 금식하도록 요청했습니다. 다음으로 그들은 식단과 무관하도록 기술을 개선할 것입니다. 현재 연구에 따르면 더 많은 센서를 추가하고 더 많은 데이터를 수집하면 이러한 장애물을 극복할 수 있다고 합니다. 숨을 불어넣으면 휴대폰 잠금을 해제할 수 있는 후각센서 개발 연구진 3

지문, 홍채 스캔 등 생체 인증은 첩보영화에 자주 등장했지만 오랫동안 이 기술의 활용 범위가 확대되어 지문 인증 및 얼굴 인식은 사람들의 휴대폰에서 일반화되었습니다. 이제 생체 인식 보안 툴킷에 호흡이라는 새로운 옵션이 추가되었습니다. 22일 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications) 저널에 게재된 연구에 따르면 일본 연구진이 호흡 속 화합물을 분석해 개인의 신원을 식별할 수 있는 후각 센서를 개발했다고 한다.

정보화 시대에 생체인증은 소중한 자산을 보호하는 중요한 방법입니다. 기계는 가장 일반적인 지문, 장문, 음성 및 얼굴 인식부터 덜 일반적인 귀 및 손가락 정맥에 이르기까지 다양한 생체 인식 방법을 사용하여 사람을 식별할 수 있습니다.

연구자들은 인간의 향기가 개인의 고유한 화학적 구성을 사용하여 "당신이 누구인지" 확인하는 새로운 생체 ​​인식 기술이라고 설명합니다.

그 중 하나가 경피가스(피부에서 생성되는 화합물)인데, 피부에서 생성되는 휘발성 화합물의 농도는 기계로 감지하기 어렵습니다. 그래서 연구팀은 인간의 호흡을 대신 사용할 수 있는지 조사하기 시작했습니다. 실제로 인간의 호흡은 사람이 암, 당뇨병, 심지어 코로나19에 걸렸는지 확인하는 데 사용되었습니다.

연구팀은 생체 인증에 활용 가능한 화합물을 선별하기 위해 피험자의 호흡 분석부터 시작해 최종적으로 28개의 가능한 화합물을 찾아냈다. 이를 기반으로 그들은 각각 특정 범위의 화합물을 식별할 수 있는 16개 채널을 갖춘 후각 센서 어레이를 개발했습니다. 그런 다음 센서 데이터는 각 사람의 호흡 구성을 분석하고 이를 사용하여 개인을 구별하는 기계 학습 시스템으로 전달됩니다.

연구원들은 6명의 호흡 샘플을 대상으로 시스템을 테스트한 결과 평균 97.8%의 정확도로 개인을 식별하는 것으로 나타났습니다. 표본 크기를 20명으로 늘린 후에도 이러한 높은 정확도는 그대로 유지되었습니다.

그러나 연구자들은 이 기술이 실제로 응용되기까지는 아직 해야 할 일이 많다고 말합니다. 본 연구에서는 피험자들에게 검사 전 6시간 동안 금식하도록 요청했습니다. 다음으로 그들은 식단과 무관하도록 기술을 개선할 것입니다. 현재 연구에 따르면 더 많은 센서를 추가하고 더 많은 데이터를 수집하면 이러한 장애물을 극복할 수 있다고 합니다.