تشخیص هویت با مدل راه‌رفتن؛ وقتی قدم‌ها همه‌چیز را می‌گویند

سال‌ها است که محققان با استفاده از دوربین‌های ویدئویی و رایانه‌ها رفتارها و حرکات بدنی آدم‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنند و در این زمینه پیشرفت‌های چشم‌گیری حاصل شده است. اما تبدیل کردن این دانش به یک سیستم برای تشخیص هویت با اما و اگرهای زیادی همراه است. استفاده از دوربین‌ها برای انجام چنین آزمایش‌هایی می‌تواند رفتارها را مصنوعی کند در عین حال استفاده از دوربین‌های مخفی نیز برای چنین آزمایش‌هایی اخلاقی نیست و حریم خصوصی افراد را نقض می‌کند. به همین خاطر تیم‌هایی  از دانشگاه منچستر انگلستان و دانشگاه ملی ایرلند یک تشک حساس به فشار طراحی کردند تا بتوانند نحوه قدم زدن را تحلیل کنند.

البته استفاده از این تشک‌ها جدید نیست اما تشک مورد استفاده در آزمایش این دو دانشگاه به شکلی طراحی شده بود که حساس‌تر باشد و از فناوری‌های پیچیده‌تری استفاده کند. این تشک می‌تواند میزان فشار وارد شده در مکان‌های مختلف را هنگام عبور یک شخص ضبط کند. این اندازه‌گیری‌ها مدل‌هایی منحصر به فرد از الگوهای راه رفتن افراد ارائه می‌کنند. سپس با استفاده از هوش مصنوعی این الگوها شناسایی و تجزبه و تحلیل شدند.

از سن و جنسیت تا استخوان‌بندی

در پژوهشی که در اوایل سال جاری نتایج این تحقیقات منتشر شد. این پژوهش، راه رفتن ۱۲۷ نفر را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده بود و نتایج نشان داد که افراد شیوه‌های منحصربه‌فردی در راه رفتن دارند و هر فرد یک مدل خاص راه رفتن را دنبال می‌کند. الگوهایی که محققان به دست آوردند تنها در ۷/۰ درصد موارد خطای تشخیص داشت که نشان از دقت بالای این الگو دارد. این یعنی مدل راه رفتن مانند چیزی مثل اثر انگشت یا شبکیۀ چشم عمل می‌کند. محققان نشان دادند که با تحلیل مدل راه رفتن می‌توانند جنسیت و سن را نیز تشخیص دهند. استخوان‌بندی زنان و مردان و همچنین سن افراد، مدل‌های راه رفتن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. به همین خاطر به راحتی می‌توان با تحلیل داده‌های ثبت شده روی تشک‌های حساس به فشار تشخیص داد که فرد در حال قدم زدن چه سن و سالی دارد و چه جنسیتی دارد. با ثبت مدل راه رفتن هر فرد می توان به اطلاعاتی دست یافت که اگر همان فرد در جای دیگری در حال قدم زدن باشد بتوان هویت او را تشخیص داد. مزیت این سیستم آن است که در هر شرایطی کار می‌کند؛ حتی زمانی که نور نیست و دوربین‌ها نمی‌توانند چیزی را ثبت کنند این تشک‌ها می‌توانند از طریق ثبت الگوی راه رفتن این مشکل را پوشش دهند.

در این پروژه تلاش شده است تا تشک‌های جدیدتری با حساسیت بیشتر نسبت به فشار، طراحی کنند. تشک‌های قدیمی یک حسگر درون خود دارند اما تشک‌های جدیداً طراحی شده شبکه‌هایی از فیبر نوری در خود دارند؛ دیودهای کارگزاری شده رد تشک نور را ساطع می‌کنند و در دو لبۀ مجاور تشک توزیع می‌شوند و نور را به الیاف منتقل می‌کنند. حسگرهای موجود در لبه‌های مخالف، میزان نور دریافتی (در نتیجۀ فشار) را اندازه‌گیری می‌کنند. هر فشاری که به بخشی از تشک وارد شود باعث ایجاد ارتعاش در الیاف و در نتیجه تغییر در مقدار منتقل شده خواهد شد. این تیم با هزینه‌ای ۱۳۰ دلاری یک تشک فیبر نوری به طول دو متر و عرض یک متر ساختند و حالا دارند به تجاری سازی این فناوری تشخیص هویت فکر می‌کنند. یکی از کاربردهای مهم این فناوری می‌تواند در مراقبت‌های بهداشتی به ویژه برای سالمندان باشد. تحلیل الگوی راه رفتن افراد سالمند می‌تواند در تشخیص زودهنگام بیماری‌های احتمالی کمک کننده باشد.

تجزیه و تحلیل راه رفتن افراد می‌تواند برای بالا بردن امنیت در محل کار، نظارت بر مناطقی که ورود به آن‌ها مجاز نیست (مثل پایگاه‌های نظامی، مزارع سرور یا آزمایشگاه‌هایی که با مواد خطرناک کار می‌کنند) کاربرد داشته باشد. اگر اینطور باشد کارمندان علاوه بر اینکه با اسکن صورت، شبکیۀ چشم و اثر انگشت موافقت می‌کنند با اسکن شدن الگوی راه رفتن خود نیز موافقت خواهند کرد. اگر بتوان یک پایگاه داده‌ها از نحوه راه رفتن افراد داشت آنگاه کنترل رفت‌وآمدها و تشخیص هویت بر اساس راه رفتن بسیار آسان خواهد بود.