Изобретен лазер, способный идентифицировать человека по сердечному ритму

Лазер поможет опознать террористов по сердечному ритму

Отдел технологий Пентагона по требованию спецназа США разработал специальное устройство, способное определять людей по уникальному идентификатору личности: сердечному ритму. Устройство способно определить конкретного человека на расстоянии до 200 метров с 95% точностью.

Сердце каждого человека уникально. Точно также, как и радужная оболочка или отпечаток пальца, наша индивидуальная сердечная подпись может использоваться как способ идентификации. Этот момент заинтересовал спецназ США, по требованию которого отдел технической поддержки антитеррористических операций Пентагона разработал новую технологию, способную считывать рисунок сердечного ритма на расстоянии до 200 метров с высокой степенью точности.

Новая технология способна снять сердечную сигнатуру с помощью инфракрасного лазера даже через одежду. Конечно, это не должно быть тяжелое зимнее одеяние (например, пальто) или излишне плотная ткань, однако обычная летняя одежда позволяет получать данные с 95% точностью.

– поделился своими знаниями о технологии с изданием MIT Technology Review Стюард Ремали, представляющий отдел технической поддержки антитеррористических операций Пентагона.

Другие биометрические методы дальнего действия включают анализ походки, который определяет человека по тому, как он или она ходит. Этот метод предположительно использовался для идентификации позорного террориста ИГИЛ перед ударом беспилотника. Но походка, как лица, не обязательно отличительны. Сердечная подпись человека уникальна, и, в отличие от лиц или походки, она остается постоянной и не может быть изменена или замаскирована.

Лазер для определения вибраций ветряков поможет распознать террористов

Новое устройство, называемое Jetson, использует технику, известную как лазерная виброметрия. С ее помощью можно измерить параметры поверхностного движения, вызванного сердцебиением.

Наиболее распространенным способом проведения дистанционной биометрической идентификации является распознавание лиц. Но для этого нужен хороший фронтальный обзор, что зачастую является фактически невозможным, особенно в случае идентификации с БПЛА. Технология распознавания лиц также имеет трудности в случае с бородами, солнцезащитными очками или головными уборами.

Jetson адаптирует готовое устройство, которое обычно используется для проверки вибрации на расстоянии в крупных конструкциях, таких, как ветряные турбины. Модифицированному устройству требуется около 30 секунд, чтобы получить результат, кроме того на данный момент устройство эффективно только тогда, когда субъект проверки сидит или стоит.

Кроме того, команда Ремали разработала алгоритмы, способные извлекать сердечную сигнатуру из лазерных сигналов. Исследователь утверждает, что Jetson способен выдавать 95% точности при благоприятных условиях проверки, и эта цифра может быть улучшена. Наиболее вероятным является то, что Jetson будет использоваться наряду с распознаванием лиц или другими методами идентификации.

Устройство имеет ряд ограничений

Одним из главных ограничений новой технологии является необходимость создания базы данных сердечных подписей, но даже без этого система имеет свое применение. Например, террориста, которого видели в группе, устанавливающей СВУ, позже можно было бы идентифицировать по сердечной подписи, даже если имя и лицо человека неизвестны. Биометрические данные также регулярно собираются вооруженными силами США в Ираке и Афганистане, поэтому данные о сердечной деятельности могут быть добавлены в эту библиотеку.

В долгосрочной перспективе эта технология может найти гораздо более широкое применение, считают ее разработчики. Одной из вероятных сфер, в которой может быть использован новый лазер, может стать медицина. Уже на данном этапе новое устройство по точности показателей сравнимо с традиционными ЭКГ. И по мерее развития технологии стоит ожидать, что ему найдется еще не одно место применения.

Заметили ош Ы бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

«Дистанционная идентификация по ритму сердца — это действительно прорыв»

На днях Хайтек+ сообщил о новой разработке Пентагона, которая может идентифицировать человека на расстоянии до 200 метров по сердечному ритму. Head of R& D стартапа Mawi Виталий Саган написал для нас колонку, в которой рассказывает, как работает эта технология, где ее можно применить и какие еще инновации связаны с данными сердца.

Как работает сердце: краткий экскурс

Каждый удар сердца включает три стадии: систолу (сокращение) предсердий, систолу желудочков и диастолу (расслабление). Сокращения инициируются электрическими импульсами — из верхней части миокарда, через предсердия к желудочкам. Последовательное сокращение и расслабление всех отделов сердца называют сердечным циклом. Рисунок, который образуется при ударе сердца, уникален для каждого человека.

Чтобы получить данные о работе сердца, традиционно используются две технологии: электрокардиография (ЭКГ, ECG) и фотоплетизмография (ФПГ, PPG). PPG-датчики установлены в большинстве пульсометров, фитнес-браслетов и умных часов. Если говорить упрощенно, они светят на артерию и измеряют, сколько света поглощается, а сколько — отражается, и так фиксируют пульсацию крови в сосудах.

ЭКГ считается более точным методом: на определенные участки тела устанавливаются электроды, позволяющие измерить разность потенциалов между ними. В носимых кардиографах обычно используется два электрода, в больничных — десять и более. ЭКГ фиксирует каждый этап сердечного цикла. По кардиограмме можно отследить сокращения и расслабления разных отделов сердца, диагностировать нарушения ритма, электрической проводимости, повреждения миокарда и многое другое.

Данные сердца — новое слово в биометрике?

Данные о работе сердца уже несколько лет используются в биометрике, ведь их невозможно подделать. Технологию распознавания лиц можно обмануть с помощью очков, бороды и грима. Отпечатки пальцев — тоже не панацея: в 2014 году хакеры сделали слепок пальца министра обороны Германии, используя фотографии с пресс-конференции (больше подробностей — в публикации BBC ).

Что касается сердца, человек может повлиять только на частоту сокращений, но это не помешает его опознать.

Гипотетически, технологию «сердечной» идентификации можно обмануть, если искусственно вызвать аритмию с помощью медикаментов. Но даже в таком случае человек не сможет выдать себя за кого-то другого, а только скроет собственную идентичность.

До сегодняшнего дня данные о работе сердца чаще использовались для аутентификации, а не для идентификации. Аутентификация — это процесс подтверждения конкретной личности, когда пользователь доказывает системе, что он — действительно он. Обычно для этого используют данные ЭКГ, как наиболее точные. Например, в 2016 году на ScienceDirect вышла большая статья на эту тему, ее написали ученые из Universiti Sains Malaysia. Это не первая и не самая громкая работа, а только один из примеров.

Есть и коммерческие решения. Например, год назад мы представили на FinovateSpring 2018 технологию, над которой работали вместе с «ПриватБанком»: добавили в наш браслет-кардиограф NFC-чип для бесконтактных платежей и обучили нейросеть аутентифицировать пользователя по ЭКГ. Если браслет надевает другой человек, функция платежей просто блокируется. После презентации пресса стала называть нас биометрическим стартапом, хотя основной фокус компании — здоровье.

В чем заключается инновация Пентагона

Главное новшество Пентагона — работа на расстоянии, и это действительно прорыв. Их технология Jetson позволяет зафиксировать мельчайшие колебания тела, вызванные сердечными сокращениями. Во время учебы в институте я работал над похожим проектом: сажал человека перед камерой, снимающей в высоком разрешении, и фиксировал эти колебания. Но полученные данные позволяли разве что посчитать частоту сердечных сокращений. А то, что делают американские военные, — настоящая революция.

Ученые заявляют, что смогут идентифицировать человека с 200 метров. В будущем, возможно, рабочая дистанция станет еще больше. Правда, пока лазер не справляется с плотной одеждой и не работает с движущейся целью (она должна оставаться на одном месте минимум 30 секунд).

Сейчас еще непонятно, смогут ли разработчики решить проблему тяжелой одежды, но скорость обработки данных они точно увеличат. Об этом говорит наш опыт: год назад мы аутентифицировали пользователя за 5 секунд замера ЭКГ, а сейчас технологии достаточно одного удара сердца.

Сами разработчики говорят, что Jetson обеспечивает до 95% точности в хороших условиях. Распознавание по ЭКГ уже сейчас работает с точностью более 99%. Скорее всего, технология Пентагона не достигнет такой же точности, но показатель в 95% превысит. Ее можно будет использовать вместе с другими технологиями (например, с распознаванием лиц). Такое сочетание будет работать точнее, а главное — дистанционно и с большим количеством потенциальных целей.

Данные сердца и искусственный интеллект

Без сомнений, для обработки данных Минобороны США будет использовать алгоритмы искусственного интеллекта. Чтобы обучить нейросеть, понадобятся данные десятков или сотен тысяч людей.

У американских военных достаточно ресурсов, чтобы собрать такой датасет. Если общество получит доступ к этим данным (скажем, в неперсонализированном виде), это станет сильным подспорьем для развития превентивной медицины.

Недавно Medical News Today писали, что искусственный интеллект может предсказать болезнь Альцгеймера за 6 лет до появления видимых симптомов. ИИ способен на многое, но главная проблема заключается в отсутствии данных. Их либо мало, либо они «грязные». Данные для алгоритмов Jetson помогут выявлять не только сердечно-сосудистые заболевания, но и, к примеру, болезнь Паркинсона.

Перспективы технологии: публичный сектор

Новую технологию Минобороны США собираются использовать в военных целях и для борьбы с терроризмом. Но разработку можно применить и в публичном секторе — так же, как это произошло с интернетом и со многими другими технологиями, которые когда-то изобрели для военных.

Самая очевидная сфера — маркетинг: можно будет измерять, как меняется пульс зрителей, которые смотрят рекламный ролик или изучают новую вывеску в ТЦ.

Другая перспективная цель — HR. Сейчас данные носимых кардиографов позволяют определить уровень стресса и восстановления, оценить состояние физических и ментальных ресурсов. Для этого анализируется вариабельность сердечного ритма (ВСР) — показатель, который отображает влияние симпатической и парасимпатической нервной систем на организм. Jetson тоже позволит определять ВСР: менее точно, зато на расстоянии.

Jetson против болезней

Вернемся к медицинским перспективам: в статье говорилось, что разработка позволит врачам дистанционно следить за здоровьем пациентов. Датчики действительно можно установить в публичных местах, чтобы отслеживать опасные состояния прохожих.

Но дистанционно мониторить сердца пациентов можно уже сейчас. На рынке есть носимые ЭКГ-устройства, в том числе браслет Mawi Band, нагрудный кардиомонитор iRhythm, мини-кардиографы от пионеров отрасли AliveCor. Особую популярность технология получила с выходом Apple Watch 4. Все эти гаджеты позволяют получать более точные данные и выявлять нарушения сердечного ритма на ранних этапах.

Jetson не сможет в ближайшие несколько лет работать в таком качестве. Но если разработчики создадут для нее медицинский функционал, она станет еще одним инструментом для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, наряду с ECG- и PPG-трекерами. Больше людей получат шанс вовремя выявить нарушения ритма и потенциально — спасут себе жизнь. В мире снизится уровень смертности от ССЗ. Сейчас это причина смерти № 1 в мире, более 30% всех смертей. Снизив этот показатель на треть, можно спасти до 6 млн человек в год.

Создан лазер для опознавания людей по биению сердца

Все существующие на сегодняшний день системы идентификации личности опираются на уникальные свойства людей, такие как отпечатки пальцев, лицо и даже походка. Однако, мало кто знает, что помимо всего этого, определить личность человека можно по его сердцебиению — каждый удар отражается на теле колебаниями, которые у каждого человека индивидуальны. Именно эту отличительную черту людей использовали военные США для создания лазера, распознающего человека на расстоянии до 200 метров с точностью до 95%.

Военные США предпочли опознавание личности по сердцебиению, так как во время антитеррористических операций им крайне необходимо точно определять цель, а сделать это по лицу и походке, в таких условиях, практически невозможно. Новая система идентификации получила название Jetson, и при его создании разработчики использовали уже существующие приборы для контроля и регистрации частоты различных колебаний — виброметры.

Опознать людей можно по биению сердца

Они способны уловить колебания тела человека на расстоянии до 200 метров при помощи лазера — для нее не помеха даже одежда, если, конечно, речь не идет о толстой и тяжелой зимней куртке. Чтобы собрать идентификационные данные, устройству хватает всего 30 секунд, но при условии, если объект стоит или сидит неподвижно.

По мнению Стюарда Римэли, сотрудника отдела антитеррористических операций Пентагона, рабочую дистанцию аппарата Jetson можно увеличить так же, как и точность распознавания. В перспективе, эту технологию можно будет использовать не только в военных целях — например, доктора смогут на расстоянии диагностировать аритмию.

Примечательно, что у Военно-воздушных сил США уже есть похожая технология, под названием VIBE. Она не способна опознавать личности людей, но работает с техникой — для определения, каким видом двигателя оснащена та или иная машина, специальный алгоритм использует данные о колебаниях корпуса техники.

Советуем почитать: Минобороны США автоматизирует воздушные бои при помощи искусственного интеллекта

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Источники:
http://hightech.plus/2019/07/05/distancionnaya-identifikaciya-po-ritmu-serdca-eto-deistvitelno-proriv
http://hi-news.ru/technology/sozdan-lazer-dlya-opoznavaniya-lyudej-po-bieniyu-serdca.html
http://www.livekuban.ru/news/tekhnologii/sozdan-robot-rabotayushchiy-na-popkorne/

Ссылка на основную публикацию