用呼吸生物特征识别你的身份

指纹和虹膜扫描等生物认证是任何间谍电影的主要内容，而试图规避这些安全措施往往是一个核心情节。但如今，这项技术并不局限于间谍，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，研究人员为生物特征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“人工鼻”能够对多达20个人进行身份验证，平均准确率超过97%。

在这个信息和技术的时代，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，到耳朵声学和手指静脉等不太常见的选项，机器可以使用各种生物特征识别你的身份。

该研究的第一作者Chaiyanut Jirayupat解释说：“这些技术依赖于每个人的身体独特性，但它们并不是万无一失的。身体特征可以被复制，甚至会因受伤而受损。”。“最近，人类气味已成为一种新的生物特征认证，基本上是利用你独特的化学成分来确认你是谁。”

该传感器由一个4x4共有16个传感器组成，每个传感器都能检测到在人类呼吸中发现的特定范围的化合物

其中一个目标是皮肤产生的经皮气体化合物。然而，这些方法有其局限性，因为皮肤不会产生足够高浓度的挥发性化合物，机器无法检测到。

因此，研究小组转而研究是否可以用人类呼吸来代替。

Jirayupat继续说道：“皮肤中挥发性化合物的浓度可低至十亿分之几或万亿分之几，而呼出的化合物可高达百万分之几。”。“事实上，人类的呼吸已经被用来确定一个人是否患有癌症、糖尿病，甚至2019冠状病毒疾病。”

研究小组首先分析了受试者的呼吸，以确定哪些化合物可用于生物特征认证。共发现28种化合物是可行的选择。

基于此，他们开发了一种具有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。传感器数据随后被传递到机器学习系统中，以分析每个人的呼吸成分，并开发一个用于区分个人的轮廓。

受试者开始向收集袋中呼吸。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

研究人员用六个人的呼吸样本对该系统进行了测试，发现该系统能够识别个人，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。

领导这项研究的柳田武解释说：“这是一个由不同年龄、性别和国籍的人组成的多元化群体。看到如此全面的高准确性令人鼓舞。”。

尽管如此，他承认，在你的下一部智能手机出现之前，还需要做更多的工作。

Yanagida总结道：“在这项工作中，我们要求受试者在测试前六小时禁食。”。“我们已经建立了一个良好的基础。下一步将是改进这项技术，使其在不考虑饮食的情况下都能工作。谢天谢地，我们目前的研究表明，添加更多的传感器和收集更多的数据可以克服这一障碍。”