通过呼吸生物特征识别您的身份

指纹和虹膜扫描等生物识别身份验证是任何电影的主要内容，而试图规避这些安全措施通常是核心情节点。但如今，这项技术不仅限于，因为指纹验证和面部识别现在已成为我们许多手机的常见功能。

现在，研究人员为生物识别安全工具包开发了一种新的潜在气味选项：你的呼吸。在《化学通讯》上发表的一份报告中，九州大学材料化学与工程研究所的研究人员与东京大学合作，开发了一种嗅觉传感器，能够通过分析个体呼吸中的化合物来识别个体。

结合机器学习，这种由 16 通道传感器阵列构建的“人造鼻子”能够以超过 97% 的平均准确率对多达 20 个人进行身份验证。

在这个信息和技术时代，生物特征认证是保护宝贵资产的关键方法。从指纹、掌纹、声音和面部的常见嫌疑人到耳朵声学和手指静脉等不太常见的选项，机器可以使用多种生物识别技术来识别您的身份。

“这些技术依赖于每个人的身体独特性，但它们并非万无一失。身体特征可以被复制，甚至会因受伤而受损，”该研究的第一作者 Chaiyanut Jirayupat 解释说。“最近，人类气味作为一种新的生物识别身份出现了，主要是使用你独特的化学成分来确认你是谁。”

其中一个目标是经皮气体——从你的皮肤产生的化合物。然而，这些方法也有其局限性，因为皮肤不能产生足够高浓度的挥发性化合物供机器检测。

因此，该团队转而研究是否可以使用人类呼吸来代替。

“皮肤中挥发性化合物的浓度可低至十亿分之几或万亿，而从呼吸中呼出的化合物可高达百万分之几，”Jirayupat 继续说道。“事实上，人类的呼吸已经被用来识别一个人是否患有癌症、糖尿病，甚至是 。”

该团队首先分析受试者的呼吸，以确定哪些化合物可用于生物特征认证。共有 28 种化合物被发现是可行的选择。

基于此，他们开发了具有 16 个通道的嗅觉传感器阵列，每个通道可以识别特定范围的化合物。然后将传感器数据传递到机器学习系统中，以分析每个人的呼吸成分，并开发出用于区分个人的配置文件。

对象首先向收集袋中呼吸。然后将袋子连接到嗅觉传感器，该传感器分析个人呼吸中发现的化合物。基于化合物的浓度，机器学习系统识别个体。图片来源：九州大学/柳田实验室

研究人员用六人的呼吸样本测试该系统，发现它可以识别个人，平均准确率为 97.8%。即使样本量增加到 20 人，这种高水平的准确性仍然保持一致。

“这是一群不同年龄、性别和国籍的人。看到如此高的准确性令人鼓舞，”领导这项研究的 Takeshi Yanagida 解释说。

尽管如此，他承认在它到达您的下一部智能手机之前还需要做更多的工作。

“在这项工作中，我们要求我们的受试者在测试前禁食六个小时，”Yanagida 总结道。“我们已经打下了良好的基础。下一步将改进这项技术，使其不受饮食影响。值得庆幸的是，我们目前的研究表明，添加更多传感器并收集更多数据可以克服这一障碍。”