2013年03月13日 来源： 新浪科技
新浪科技讯 北京时间3月12日消息，据美国《连线》杂志网站报道，可以通过你行走方式识别你身份的手机；可以在6米外扫描你指纹的指纹扫描仪；可以探测到混凝土厚墙背后隐藏着的人的心跳的雷达；可以识别两个长得一模一样双胞胎的算法；出卖你的眉毛和耳垂…
所有这些都是正在逐渐崭露头角的新一代识别系统，它们可以通过人的一些生理现象达到身份识别的目的。和旧式的计量生物学系统不同，你并不需要靠的足够近以便被仪器识别。如果这些新型系统果真如它们的生产厂家在广告中所宣称的那样的话，那么你基本上就会在根本尚未意识到的情况下便已经被进行了身份识别。
在美国遭受9·11恐怖袭击之后，计量生物学识别系统迎来了发展的黄金时期。大量政府资金被用于采购人脸及相关识别系统；单单五角大楼一家便在5年时间内投入了将近30亿美元的资金，而国防部还仅仅是众多加入安保系统采购大军中的普通一员而已。然而这样做也引起了一些民权主义者的担忧，他们担心这些技术有朝一日会被肆意滥用。
尽管这些技术在从伊拉克到世界各地机场出入口安检等方面都发挥了不可替代的作用，围绕这些技术的争议之声也从未停止过。不过，尽管经过了大幅发展，这些扫描技术仍然无法从人群中识别特定的一张脸孔，要想进行有效的识别，必须要有恰当的光照条件和角度。
甚至，这种识别技术的市场前景也不容乐观，政府机构对这项技术的热情正在下降。不过这项技术的发展本身却并没有因此出现大的停滞。各大厂商和实验室的研究人员们仍在继续努力开发出能更精确识别个人身份的系统，以下所列举的便是其中有代表性的11项技术。
1 远距离指纹扫描仪
大部分指纹扫描仪都需要手指与扫描仪的物理接触，然而这样的接触也常常会造成一起的污染和失效。因此现在有研究者正在尝试开发一种能在大约20英尺(约合6米)远处进行指纹扫描的仪器。
当然这种能在6米远处扫描人的指纹的仪器目前距离正式上市还有很长的路要走。不过美国亚拉巴马州有一家名为“先进光学系统”的公司开发了一款名为“AIRprint”的扫描仪，其可以实现在距离9英尺(约合2.7米)远处对指纹进行扫描。其工作的原理是使用两台130万象素的相机来接受不同的影像数据：一台水平偏振光，另一台垂向偏振光。在使用时，会有一束光被射到手指上，反射光随后进入镜片系统，在其中分离的偏振波被合成为清晰影像。另一家名为“IDair”的公司同样开发出了类似的，能在大约6英尺(约合1.8米)距离上实现指纹扫描的设备并计划向安全机构推销。该公司目前正致力于开发20英尺距离上的类似设备，并宣称其拍摄的图像将会和卫星图像的效果相似。
据报道，美国军方对这些设备显示出浓厚的兴趣。据麻省理工学院评论报道称，美国海军陆战队正打算借助这项技术实现在相对安全的空间，如装甲车内或防爆墙的背后实现对目标人物指纹的扫描，这样做或许将有助于规避由于自 杀式炸弹袭击等带来的潜在威胁。对于民用市场而言，这项技术的出现也免去了按压手指的麻烦，当然如果你不会对莫名其妙就被纪录了指纹感到心里不舒服的话。
2 耳朵 
你的耳朵有特别之处吗？其实每个人的耳朵都不一样，因此研究人员们正在开发一种基于人耳识别的技术，将耳朵的一些特征当做人的指纹那样来加以使用。在2010年，一组英国研究人员使用一种名为“图像射频转换”的技术将光束打在人的耳部，随后重复这一过程，利用一种算法生成人耳管状区域的图像。这个耳朵的边缘区域是每个人都不同的，并且也是区别最明显的部分。
随后，研究人员将图像转换为一系列的数字并储存起来，这样一来，以后当再次扫描到数据相符的耳朵时，系统便能将扫描结果与数据库中已有样本进行比对。目前这一识别系统的精度已经可以达到99.6%。在2012年3月，两位印度新德里的科学家曾经尝试使用Gabor滤波器进行类似的人耳识别，这是一种数字图像处理器，其原理与人类处理图像的方式相类似。不过这项尝试的结果并不够理想，其识别的准确度大约仅有92%~96.9%。
甚至有可能开发出一种耳部扫描识别技术，使其识别精度超过传统的指纹识别。这是因为当你长期从事艰难劳动之后你的手指指纹会变得模糊，但是总体来说人的耳朵在人的一生当中是不会有什么大的改变的。
当然这项技术目前仍然充满争议，因为指纹识别仍然是人们使用最广泛，历史也最悠久的一项身份识别技术。其中的一个大问题便是在不同的光照条件下，或是耳朵被头发部分遮蔽，或者佩戴着首饰，这些情况是否会对识别精确度造成影响。但是一旦这项技术达到实用阶段，那么它就将可以被用于和已有的指纹识别技术相互验证，配合使用。或许在未来我们也会见识到更加极端的耳部改造术的出现，因为魔高一尺道高一丈，总会出现对抗的手段。
3 气味
在21世纪头一个十年的早中期，美国五角大楼“先进研究计划局”(Darpa)启动了一项名为“独特线索探测”的项目。该项目旨在尝试通过气味来找到不同的人，甚至通过气味的不同来进行身份识别。这项研究在2008年终结。一年之后，美国政府国土安全部召集进行一项有关通过人体气味来用于测谎的技术，并打算将该项技术用于机场和其它关卡出入口区域。
不过到目前为止通过气味开展身份识别还仅仅停留在研究项目阶段。这项研究所涉及的内容是非常复杂的，人体有超过300种不同的化学物质产生气味，并且我们身体的体味还会随着我们所吃食物的不同以及环境的差异而出现不同。不过或许研究人员们将会有办法将代表我们身份的“主要体味”和由于饮食环境等变化而造成的“二级体味”以及使用香皂沐浴露等而产生的“三级体味”区分开来。这里的“主要体味”是与我们身体的遗传特性相关的，代表了我们的身份。此前已经在老鼠身上开展了相关实验，实验的结果显示每一个个体都可以产生独特的味道。在2007年，美国政府反恐怖技术支持工作组甚至还打算建立人体气味数据库以供军犬队调用。当然，犬类被用于识别并追踪人体气味踪迹已有数十年历史，科学家们相信犬类正是通过区分人体的主要体味来开展追踪识别的。
4 心跳
每当你呼吸，你的胸口起伏，还有你的心跳，也会让你的左胸微微颤动。多年来科学家们致力于研发一种敏感度足够高的雷达，其精度足以在数百米之外的距离上察觉到这种极细微的胸部颤动——哪怕是隔着厚厚的混凝土墙壁或电磁屏障也不影响到它的识别精度。目前一家总部位于美国亚利桑那的小公司VAWD工程公司正在履行国防部“先进研究计划局”一项名为“远距离生物探测”的国防合同并开展相关研究。
实现这种探测的关键原理在于多普勒效应，也就是由于物体运动而对电磁波波长频率造成的影响。我们对此并不陌生，比方说救护车朝着你开来时你会觉得声音变得越发尖利，而当它远去时鸣笛声则会变得越发低沉。根据VAWD工程公司的说法，他们目前开发的车载“障碍穿透型远程感知系统”(STORMS)可以感知甚至远比人的胸口起伏更加细微的颤动信号。
5 声音
大部分人大概都会对一些自动朗读软件的声音感到熟悉，比如iphone上的某些功能。那么有没有想过如果有一款软件可以对声音进行分析甚至能根据声音识别人的身份呢？
俄罗斯公司“话音技术中心”便开发出了这项技术，这家公司称之为“语音网格”(VoiceGrid)。只要事先将某个人的声音录入，这一系统随后便可以自动识别出此人的声音。这家公司还有着更大的抱负，他们甚至还开发了用于大城市，州，乃至国家层面的相应系统。这项技术目前已经在墨西哥执法部门中得到应用，因为他们有数十万份的声音文件需要辨认。
6 虹膜
想象一种可以从10英尺(约合3米)外凝视你瞳孔的扫描设备。事实上你也用不着如此绞尽脑汁去想象，因为这种技术现在已经存在了，比如由美国政府承包商SRI国际公司开发的，可以在大约3米开外扫描人眼虹膜组织的“IOM PassPort”系统。其承包商承诺该系统可以在1分钟内扫描30人，因此非常适合用于人流量较大的区域监控，如机场和火车站等。承包商还承诺该系统可以不受隐形眼镜或佩戴眼镜的影响。
但是除了机场之外这种远距离扫描系统在其他地方也有它的用武之处。美国军队正在阿富汗使用手持式虹膜识别仪用以区分平民和恐怖分子。美国国土安全部则在沿墨西哥的边境巡逻站应用这项技术。而美国联邦调查局则正致力于建立联邦罪犯的虹膜数据库，美国谷歌公司也在公司的数据中心应用了此项安全技术。不过这项技术也有缺点，那就是在扫描时目标不能有太大的移动。
或许还有其它的办法。美国国防部“先进研究计划局”资助了南卫理公会大学开展的研究项目，其目的是开发一种相机系统，其可以自动实现对焦并扫描人的虹膜，并且不会受到眼睫毛或眼睛反光等干扰因素的影响——就像电影《少数派报告》中的情景那样。不过该系统的一项缺陷就在于虹膜识别技术并非识别个人身份的最安全途径。2012年7月，一个来自美国和西班牙的科学家们组成的研究小组发现了一种可以突破这一安全系统的方法，他们使用事先储存的虹膜图像骗过了虹膜安全系统，这就意味着有人可以“偷走”你的眼睛并造成重大安全漏洞。
7 眼周区域 
目前对于人类眼睛虹膜组织等的识别技术已经发展的相当成熟，但是美国卡内基-梅隆大学的萨维迪斯(Savvides)教授和同事们认为人类眼睛周围的组织，即所谓“眼周区域”，可能同样有希望被用于身份识别。
在一篇发表于2011年的文章中，萨维迪斯和同事们写道：“眼周区域是人脸上最紧凑，拥有最复杂生物医学特征的区域，眼角轮廓，眼睑，眼球，眉毛等等都具有各不相同的形状，大小和颜色。从生物学和遗传学角度来说，越复杂的区域意味着‘更加复杂的胚胎基因发育过程’，也就意味着在其外表的最终成型过程中有更多的蛋白质和基因元素的参与。这就是为什么眼周区域应当被作为人类身份识别的最重要区域的原因。”
并且和其它生物识别技术不同的是，眼周区域随着人体的衰老，其变化非常小。研究人员表示：“随着人体衰老，人脸上的其它部位，如嘴巴，鼻子，下巴，脸颊等的形状和位置都会发生变化，但是唯独眼睛的位置和形状变化很小。”换句话说，眼睛是一生固定的识别标志。
另外，萨维迪斯的研究组还发现人的眉毛的形状非常稳定。脸部扫描仪在人们大笑或皱眉的时候有时候就会出错。但是他们发现人的眉毛的形状在“大部分”表情状况下都非常稳定。并且一般情况下即便一个人将自己脸部的大部分区域遮挡，他的眉毛通常也会露在外面。
但是目前存在的问题是如何应对化妆的影响，如人为地刮去一部分眉毛的情况。萨维迪斯表示针对这种情况的可能应对方式将是借助算法 功能来识别可能存在的认为变更情况。
8 步态
早在9·11袭击事件发生之前，研究人员们便已经在讨论通过一个人的行走步态来识别这个人身份的可能性。而在那次可怕的恐怖袭击之后，美国国防部“先进研究计划局”立即将对人类行走步态的研究提升为后来臭名昭著的“完全情报感知”反恐项目的技术基石之一。
这样做的难点在于，人类行走的不太难以捕捉。只要这个人手里提上一个公文包或者瘸了腿都会影响系统对清晰步态信息的捕捉。因此观看一个人的行走不太并无法提供明确的生物识别信息。除此之外，一个人可能会有几种不同的步态，在行走时和奔跑时完全不一样。
然而智能手机的普及让这项技术重新焕发生机。安卓手机和iphone手机都有内置的加速度计，它能感知你走了多远，行走有多快甚至行走时的力道大小。
卡内基梅隆大学的萨维迪斯教授表示：“借助手机中的加速度计，我们可以捕捉一个人的行走模式。而这种行走模式数据被证明是非常好的身份识别特征。由于这项技术并不需要用到任何特别的设备，因此我们甚至可以在他/她完全不知情的情况下对其完成身份识别。”
在一项小型的初步研究中，萨维迪斯和同事们发现这项技术可以达成99.4%的识别正确率，在61%的情况下甚至可以实现将一个人慢速和快速行进状态下的步态进行正确的匹配。以后当你口袋里装着一个智能手机时，你就更加容易暴露身份了。
9 汗液
美军正致力于寻求通过人体汗液来识别潜在威胁的技术。2010年，美国陆军授予加州安全公司“Irvine Sensors”一份价值7万美元的合同，用于开发一款软件，其将可以识别“非正常出汗以及人体体温的变化”。这项技术一旦成熟，将有望被用于边境巡逻，审讯监视等军事领域或是其它商业领域，包括商业监视等等。尽管目前这项技术仍然很大程度上处于研发阶段，不过已经取得一些进展。在灵敏的感受器面前，提升的人体紧张情绪将会出卖嫌疑人，在他们的体温数据中将会有所体现。
当综合使用一些生物探测手段，如身体的移动，脸部表情，虹膜扫描等等，将这些手段联合使用来综合判断一个人所处的状态。美国陆军希望能在150英尺(约合45.7米)开外便能实现这种对人状态的判断。2002年，一组科学家在明尼苏达州成功地通过检测人体眼周区域温度的变化判断出军事征兵站人员存在欺诈行为。
10 先进脸部识别系统 先进脸部识别系统
现有的大部分脸部识别系统都需要获得光照良好的，清晰的面部图像才可工作。不过现在研究人员正在尝试研发能够依据质量更差的图像，并在更远的距离上便能实现判别的脸部识别系统。
目前在美国就有一家国防承包商正在从事这方面的研究。这家公司名为“Progeny Systems”，其开发的这套系统名为“远距离非合作生物特征标签追踪和定位系统”。一旦在人群中锁定一张感兴趣的脸，系统会自动获取其2D图像并随后转为3D图像并存储到数据库中。这样一旦系统第二次捕捉到这张脸便能迅速予以识别。进行图像转换的原因是使用3D图像可以减少用于分析图像时所需的像素数量，从而加速处理速度，让系统能在几乎一瞬间完成识别动作。根据该公司宣称，这套系统可以在超过750英尺(约合228.6米)处实现这种识别。
然而光这样还不足以应付局面。很多因素都会干扰到识别结果，比如光照条件的变化，距离的变化等等都会影响到设备对影像的捕捉，尤其是当一个人处于运动之中，或是进出一栋建筑物时就更是如此。而使用3D模型之后可以让情况有所好转，但是更好的状况是该系统和其它指标综合起来应用，比如配合目标人物的性别，身高，体重，肤色甚至纹身等方面的数据来进行综合判断。
11 快速DNA检测
在过去，要做一次DNA测试，从获取样本到最终提出报告需要等上几个月时间。而现在的新一代设备可以在不到90分钟的时间内完成这项工作——对此，美国国防部很感兴趣。
就在这个月，美国北德克萨斯大学开始为美国联邦司法部，国防部和国土安全部测试一台价值超过25万美元的设备。开发这台设备的目的是“能快速在现场判定遇难者和敌人遗体的身份”。不过根据去年10月份出版的《特种行动技术》杂志披露，由军火巨头诺斯罗普-格鲁曼参与开发的快速DNA检测技术在去年8月份被提供给了“未具体指明的政府客户”。据猜测其中一家客户便是美国联邦调查局。另外，加利福尼亚州的IntegenX公司同样拥有快速DNA检测技术设备，他们的设备可以快速对取自任何地方的分子遗留物开展分析，从衣服到烟头，不一而足。所以警方对这项技术如此感兴趣，原因也就不言而喻了。(晨风)
仪器信息网“仪友会”招募令
科学仪器品牌联合“仪器心得”征文活动
【生活中的仪器检测】有奖征文
LC-MS实验瓶颈的突破与优化
