امروزه بسیاری از دستگاه های حضور و غیاب اثر انگشتی شامل سنسور اثر انگشت جهت جلوگیری از تقلب کارمندان به هنگام ساعت زنی می باشد. سنسور اثر انگشت در بسیاری از زمینه ها، به ویژه تلفن های هوشمند، گجت های پوشیدنی، صنعت و خانه های هوشمند جهت شناسایی ورود و محافظت از داده ها گسترش یافته اند.
اثر انگشت یک روش خطا ناپذیر در تشخیص هویت است از آنجا که روز به روز میزان نفوذ در موارد امنیتی و کلاهبرداری بیشتر می شود، روشهای مبتنی بر بیومتریک می توانند امنیت معاملات مالی و اطلاعات خصوصی افراد را تأمین نمایند. این روش در دولتها، ارتش و سازمان ها کاربردهای فراوانی دارند. اثر انگشت یک روش خطا ناپذیر در تشخیص هویت است از آنجا که روز به روز میزان نفوذ در موارد امنیتی و کلاهبرداری بیشتر می شود، روشهای مبتنی بر بیومتریک می توانند امنیت معاملات مالی و اطلاعات خصوصی افراد را تأمین نمایند. این روش در دولتها، ارتش و سازمان ها کاربردهای فراوانی دارند.
سنسورهای اثر انگشت به عنوان یکی از رایجترین و پرکاربردترین فناوریهای بیومتریک، در سالهای اخیر پیشرفتهای چشمگیری داشتهاند. در ادامه، به بررسی فناوریهای نوین، ادغام با هوش مصنوعی، کاربردهای گسترده، امنیت پیشرفته و آمارهای جدید بازار این فناوری میپردازیم.
سنسور اثر انگشت چیست؟
شناسایی افراد با کمک داده های فیزیولوژیکی اصطلاحاً بیومتریک نامیده می شود از آنجایی که اطلاعات بیومتریک همیشه همراه فرد است از روشهای دیگر احراز هویت که ممکن است فراموش ، دزدیده و یا از دست بروند ، کارآمدتر است. امنیت سیستم های شناسایی و سنسور های اثر انگشت به علت آنکه توسط اثر انگشت های تقلبی فریب خورده و مورد تهاجم قرار می گیرد، همیشه مورد توجه می باشد. یکی از روش های مقابله با جعل اثر انگشت ، روش تشخیص زنده بودن بافت اثر انگشت است. دلیل اصلی انتخاب اثر انگشت برای شناسایی افراد این است که اثر انگشت هر فرد منحصر به فرد بوده و بعضی از ویژگی های آن تا آخر عمر ثابت باقی می ماند و از همین ویژگی ها در تطبیق اثر انگشت استفاده می شود. شناسایی اثر انگشت بر اساس تحلیل داده های دریافت شده، انجام می شود. بنابراین قابلیت اجرا و کارایی سیستم خودکار شناسایی اثر انگشت به دقت داده های استخراج شده بستگی دارد.
انسان ها دارای ویژگی های منحصر به فردی مانند سایش شیارهای اثر انگشت و یا شبکه کوچکی از خطوط متقاطع در سراسر کف دست ها و پاها می باشند در واقع، این برجستگی ها و خطوط در کف دست زمانی که ما در رحم مادر هستیم، ظاهر می شود بنابراین هیچ دو نفری در جهان یک اثر انگشت یکسان ندارند. نوک انگشت دارای یک سری خطوط است که از یک طرف انگشت به طرف دیگر ادامه دارد. از آنجا که فرآیند شناسایی از طریق سنسور اثر انگشت شامل دریافت تصویر اثر انگشت و مطابقت آن با اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده می باشد لذا با توجه به بروز رویدادهایی مانند زخم، سوختگی، نویز و بی کیفیت بودن تصویر باید ترمیم و بهبود سازی بر روی تصویر صورت گرفته، تا ضمن کیفیت بالای تصویر تشخیص و انطباق قابل اطمینان تری صورت گیرد.
انواع سنسور اثر انگشت
سنسور اثر انگشت نوری
سنسور های اثر انگشت نوری از قدیمی ترین نوع سنسور های اثر انگشت ها هستند که تصاویر انگشت شما را همانند یک دوربین ثبت می کند این روش بر این اساس استوار است که سنسور با ثبت تصویری از اثر انگشت و به کمک الگوریتم هایی الگوهای منحصر به فرد روی سطح انگشت را تشخیص می دهد. این حسگرها تعداد زیادی دیود در هر اینچ دارند تا بتوانند اطلاعات را با دقت زیادی دریافت کنند هنگامی که شما انگشت خود را روی حسگر قرار می دهید ، فضا بسیار تاریک می شود و عملا ثبت تصویر دقیق را غیرممکن می سازد برای حل این مشکل از یک ردیف LED به عنوان فلاش استفاده می شود تا بتواند محیط را برای عکس برداری مناسب کند البته این تکنولوژی امروزه برای طراحی تلفن های هوشمند چندان مناسب نیست چون فضای زیادی اشغال می کند و سازندگان دوست دارند محصولاتشان باریک تر از گذشته باشد.
سنسور اثر انگشت خازنی
سنسور های اثر انگشت خازنی متشکل از مجموعه ای خازن ها می باشند که با قرارگیری انگشت روی سنسور و تغییر ظرفیت خازن ها و ثبت تغییرات تصویر انگشت را به شکل کاملی ذخیره می کنند. مشکلی که سنسور اثر انگشت خازنی می تواند داشته باشد این است که وجود آب یا ذرات خاک بر روی انگشت ممکن است در تشخیص اثر انگشت ابهام ایجاد کند.
سنسور اثر انگشت فراصوتی
سنسور اثر انگشت فراصوتی با استفاده از امواج فراصوتی کار میکند بدین شکل که امواج فراصوتی توسط فرستنده تعبیه شده در زیر سنسور ارسال شده و با توجه به فرو رفتگیهای موجود روی انگشت هر کاربر، برخی از امواج جذب شده و برخی به سنسور باز میگردند. مزایای استفاده از سنسور فراصوتی نسبت به سنسور خازنی عبارتند از:
- کارکرد صحیح حتی در صورت خیس بودن انگشت کاربر
- استفاده از سنسور حتی در زیر لایههای پلاستیکی نازک. سنسور های خازنی در صورت کثیف بودن سطح سنسور و یا عرق کردن انگشت ممکن است کارکرد صحیحی نداشته باشند اما در سنسور های فراصوتی، دیگر با چنین مشکلاتی روبرو نخواهید شد.
سنسور های حرارتی
سنسور های حرارتی میزان انرژی گرمایی یا حتی سردی تولید شده توسط یک جسم یا سیستم را اندازه گیری می کنند و به ما این امکان را می دهد که هرگونه تغییر فیزیکی در آن دما را حس کرده یا تشخیص دهیم و یا یک خروجی آنالوگ یا دیجیتال تولید کنیم.
فناوریهای نوین سنسور اثر انگشت
سنسورهای اولتراسونیک (Ultrasonic Sensors)
سنسورهای اولتراسونیک با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا، تصویری سهبعدی از اثر انگشت ایجاد میکنند. این روش برخلاف سنسورهای نوری یا خازنی که بیشتر به جزئیات سطحی تکیه دارند، عمق پوست و جزئیات زیر سطحی را نیز بررسی میکند. این ویژگی باعث میشود که دقت آن در شرایطی مانند وجود رطوبت، چربی یا آلودگی بر روی انگشت بسیار بالاتر باشد.
سنسورهای زیر صفحهای (Under-Display Sensors)
با گسترش نمایشگرهای تمامصفحه در تلفنهای همراه، نیاز به حذف دکمههای فیزیکی افزایش یافت. سنسورهای اثر انگشت زیرصفحهای، با قرارگیری در زیر صفحه نمایش، امکان احراز هویت را بدون نیاز به اختصاص فضای جداگانه فراهم کردهاند. این نوع سنسورها اکنون در بسیاری از گوشیهای پرچمدار مانند سری گلکسی سامسونگ یا گوشیهای وانپلاس استفاده میشوند.
ادغام با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین
پیشرفت الگوریتمهای هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) تحولی اساسی در عملکرد سنسورهای اثر انگشت ایجاد کرده است. این الگوریتمها قادرند با تحلیل میلیونها نمونه، الگویی دقیق از ساختار اثر انگشت ایجاد کنند و خطاهای شناسایی را به حداقل برسانند. همچنین، هوش مصنوعی در شناسایی اثر انگشتهای آسیبدیده یا تغییر یافته نیز موثر واقع شده و تجربه کاربری بهتری فراهم کرده است.
از طرف دیگر، یادگیری ماشین در بهروزرسانی خودکار الگوریتمهای شناسایی نقش کلیدی دارد. به عنوان مثال، اگر به مرور زمان الگوی اثر انگشت کاربر به دلیل جراحت یا عوامل محیطی تغییر کند، سیستم با یادگیری تدریجی این تغییرات، همچنان قابلیت شناسایی را حفظ میکند.
امنیت بیشتر با تشخیص زنده بودن (Liveness Detection)
یکی از نگرانیهای اصلی در استفاده از بیومتریک، امکان جعل یا تقلب است. به همین دلیل، فناوری تشخیص زنده بودن یا Liveness Detection توسعه یافته تا بتواند تفاوت بین یک اثر انگشت واقعی و نمونه جعلی (مانند پرینت یا قالب سیلیکونی) را تشخیص دهد. این فناوری با بررسی واکنش پوست، ضربان یا مقاومت الکتریکی، صحت و زنده بودن اثر انگشت را میسنجد.
تشخیص زنده بودن اکنون در بسیاری از سنسورهای پیشرفته تلفنهای همراه و سیستمهای امنیتی سازمانی استفاده میشود و نقش مهمی در جلوگیری از حملات جعل ایفا میکند.
سنسور های اثر انگشت پالیزافزار
گسترش کاربردها در صنایع مختلف
صنعت خودرو
سنسورهای اثر انگشت در صنعت خودرو به عنوان جایگزینی برای کلید فیزیکی یا کارت شناسایی وارد میدان شدهاند. در خودروهای مدرن، کاربر میتواند با اثر انگشت خود درب خودرو را باز کرده، موتور را روشن نموده و حتی تنظیمات شخصی مانند موقعیت صندلی، دما و ایستگاههای رادیویی را فعال کند.
مراقبتهای بهداشتی و درمانی
در بیمارستانها و مراکز درمانی، استفاده از سنسورهای اثر انگشت برای کنترل دسترسی به پروندههای بیماران، داروها و تجهیزات پزشکی اهمیت دارد. این کار باعث افزایش امنیت دادهها و کاهش خطاهای انسانی میشود.
پرداخت های بیومتریک
فناوری اثر انگشت بهعنوان روشی سریع، ایمن و بدون تماس برای انجام پرداختهای بانکی و فروشگاهی در حال گسترش است. مشتریان میتوانند تنها با لمس یک سنسور، هویت خود را تایید کرده و تراکنش را انجام دهند. بانکها و شرکتهای پرداخت نیز در حال سرمایهگذاری گسترده در این حوزه هستند.
رشد بازار و آمارهای جدید
طبق گزارش های جدید، بازار جهانی سنسورهای اثر انگشت در حال رشد سریع است. پیش بینی میشود که تا سال 2032، ارزش این بازار به بیش از 6.96 میلیارد دلار برسد. این رشد عمدتا ناشی از افزایش تقاضا در بخشهای بانکی، امنیتی، مراقبتهای بهداشتی، و گوشیهای هوشمند است.
در منطقه آسیا-اقیانوسیه، به دلیل جمعیت بالا و پذیرش سریع فناوری، بیشترین رشد مشاهده شده است. همچنین کشورهای اروپایی به دلیل مقررات سختگیرانه در خصوص امنیت اطلاعات، بهطور گستردهای از سنسورهای پیشرفته اثر انگشت استفاده میکنند.
جمع بندی
سنسورهای اثر انگشت با تحولاتی که در سالهای اخیر تجربه کردهاند، نه تنها در حوزههای مختلف نفوذ کردهاند بلکه با ترکیب شدن با فناوریهای نوین مانند هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تشخیص زنده بودن، به سطحی بالاتر از امنیت و کارایی رسیدهاند. به نظر میرسد آینده این فناوری بسیار روشن باشد و باید انتظار داشت که در محصولات و صنایع بیشتری شاهد حضور آن باشیم.