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Para onde o mundo vai

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Daqui a pouco veremos a próxima geração das tecnologias de biometria

Shridhar Jayanthi

07/11/2019 04h00

Sistemas capazes de identificar indivíduos automaticamente estão se transformando em uma tecnologia corriqueira. Biometria tem sido utilizada para destravar celulares e laptops utilizando reconhecimento facial ou impressão digital. Sistemas de impressão digital também são usados para controle de passaportes e identificação de eleitores. Reconhecimento facial têm sido usado até por regimes autoritários para identificar pessoas em passeatas e protestos – e esse uso criou um interesse em estratégias para anular ou burlar biometrias.

Os métodos mais tradicionais, reconhecimento por impressão digital, identificação de íris, e reconhecimento facial, são métodos baseados em imagens. Em um artigo recente, um grupo de pesquisadores sul-coreanos divulgaram um sistema diferente, baseado em ondas sonoras ao invés de usar imagens. A ideia é transmitir uma sinal sonoro através de uma parte do corpo humano, tentando identificar um indivíduo através das alterações impostas pelos ossos e músculos.

O exemplo demonstrado no artigo utiliza o dedo. A pessoa coloca o dedo numa máquina que acopla um transdutor na falange proximal (a falange mais próxima da palma da mão) e um sensor na falange distal (na ponta do dedo). O transdutor, um aparato semelhante a uma caixa de som, cria uma onda sonora, que nada mais é que uma onda mecânica que vibra o dedo. O sensor, que é basicamente um microfone, detecta a onda mecânica que chega na ponta do dedo atravessando as falanges. A distorção do sinal acústico varia de pessoa a pessoa, ou mesmo de dedo a dedo. Dessa forma, é possível identificar a pessoa através desse tipo de sinal.

Extraído de https://doi.org/10.1109/TCYB.2019.2941281

De acordo com o grupo responsável por esse sistema, métodos biométricos que não utilizam imagens são mais difíceis de burlar. Para falsear a identidade de um sistema de impressão digital ou de reconhecimento facial, por exemplo, basta apresentar uma imagem forjada. Já para burlar o sistema acústico seria necessário forjar uma estrutura semelhante a um dedo com as mesma características mecânicas – um desafio bem mais complicado. O sistema proposto é capaz de reconhecer indivíduos com mais de 90% de precisão, de acordo com os autores. Para atingir essa capacidade de reconhecimento, o sistema se baseia em um sistema de reconhecimento de padrões.

A capacidade de discernimento da estratégia acústica foi tamanha que o grupo está contemplando o uso desse sistema para realizar diagnósticos. A idéia é tentar descobrir padrões de distorção acústica com tipos específicos de lesão. Por exemplo, um osso quebrado teria um tipo de padrão, enquanto que um tendão rompido teria um outro tipo de padrão. Se esse sistema apresentar eficácia diagnóstica, ele seria uma forma bastante rápida e barata de identificar lesões sem precisar utilizar métodos caros como ressonância ou tomografia computadorizada.

Esse não é o primeiro método de biometria que não utiliza imagens. Um grupo de pesquisadores chinês estudou um método que busca identificar pessoas medindo a bioimpedância. A ideia é bastante similar à apresentada pelo grupo sul-coreano, mas utilizando sinais elétricos ao invés de transmitir ondas mecânicas. O sistema proposto se baseia em transmitir uma corrente elétrica entre múltiplos dedos e medir a distorção imposta pelo corpo do sujeito sendo testado, com a ideia de distinguir indivíduos baseada nessa distorção.

Os sinais elétricos para biometria podem ser gerados pelo próprio corpo. Um estudo de 2016 realizado por pesquisadores norte-americanos demonstrou a possibilidade de utilizar sinais elétricos cerebrais como instrumento para biometria. O método é interessante. Imagens de comida, fotos de pessoas famosas e padrões visuais são apresentados ao sujeito sendo testado enquanto eletrodos em um capacete medem a atividade cerebral. Pessoas diferentes tendem a reagir a imagens de uma forma única. Esse sistema apresenta ainda a vantagem de que somente uma pessoa viva é capaz de produzir sinais cerebrais, o que dificulta mais ainda ataques tentando validar uma identidade falsa.

Há também métodos baseados em imagens que apresentam inovação, utilizando um método de identificação clássico: a caligrafia. Nessa proposta, o sistema apresenta algumas palavras para a pessoa e a pessoa escreve as palavras apresentadas. O sistema tenta identificar a caligrafia da pessoa e, se estiver consistente com o que consta no banco de dados, aceita a identificação. Esse sistema é uma versão mais moderna do reconhecimento de assinatura, ao focar na caligrafia do sujeito.

A medida que a tecnologia de sensores e de processamento evolui, teremos métodos cada vez mais particulares para reconhecimento automático de indivíduos. E esse tipo de evolução apresenta maior comodidade e mais confiança nos sistemas de identificação. Em contrapartida, sistemas de identificação automática tem um potencial enorme para abuso por parte de regimes ou agentes antidemocráticos interessados em perseguir adversários políticos e, talvez, sistemas robustos de identificação automática apresentem riscos à democracia.

Sobre os autores

Daniel Schultz é cientista, professor de microbiologia e membro do núcleo de ciências computacionais em Dartmouth (EUA). Estuda a dinâmica dos processos celulares, com foco na evolução de bactérias resistentes a antibióticos. É formado em engenharia pelo ITA, doutor em química pela Universidade da Califórnia San Diego e pós-doutorado em biologia sistêmica em Harvard. Possui trabalhos de alto impacto publicados em várias áreas, da física teórica à biologia experimental, e busca integrar essas várias áreas do conhecimento para desvendar os detalhes de como funciona a vida ao nível microscópico.

Monica Matsumoto é cientista e professora de Engenharia Biomédica no ITA. Curiosa, ela tem interesse em áreas multidisciplinares e procura conectar pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. Monica é formada em engenharia pelo ITA e doutora em ciências pela USP, e trabalhou em diferentes instituições como InCor/HCFMUSP, UPenn e EyeNetra.

Shridhar Jayanthi é Agente de Patentes com registro no escritório de patentes norte-americano (USPTO) e tem doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de Michigan (EUA) e diploma de Engenheiro de Computação pelo ITA. Atualmente, ele trabalha com empresas de alta tecnologia para facilitar obtenção de patentes e, nas (poucas) horas vagas, é um estudante de problemas na intersecção entre direito, tecnologia e sociedade. Antes disso, Shridhar teve uma vida acadêmica com passagens pela Rice, MIT, Michigan, Pennsylvania e no InCor/USP, e trabalhou com pesquisa em áreas diversas da matemática, computação e biologia sintética.

Sobre o blog

Novidades da ciência e tecnologia, trazidas por brasileiros espalhados pelo mundo fazendo pesquisa de ponta. Um espaço para discussões sobre os rumos que as novas descobertas e inovações tecnológicas podem trazer para a sociedade.

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