走两步就能识别身份!步态识别真比指纹、人脸识别更安全?

October 2022


      当指纹识别、人脸识别、虹膜识别在我们日常生活中的普及率越来越高,技术已经开始探索安全等级更高的生物特征识别技术,于是人类走路的步态识别成为最新的研究。所谓生物特征识别技术,即通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特征和行为特征来进行个人身份鉴定的技术。日本富士通公司近期研发出了一种新技术,利用人工智能(AI)分析行走时的特征,能仅凭姿势来识别人的身份。为什么凭走路姿势就能识别出一个人?知名临床医师、学者、作家弗拉迪米尔·扬达曾在《肌肉失衡的评估与治疗》一书中提到,步态模式是自动化水平最高的运动模式,且具有高度的个性化。


     一个人的步长、步幅、步宽、足角、步频、步速等步行时的习惯很难完全相同,甚至对步态变化的研究细致到骨盆旋转的角度,髋关节、膝关节、踝关节等弯曲角度及其不同时期的变化……通过步态来识别出人的身份成为可能。就像电影《碟中谍5》中,黑客班吉起初并没把三重保险的门禁放在眼中,但当他得知要穿越一套“步态分析系统”时,他彻底绝望了,因为每个人的步态都是独一无二的,根本无法“黑”成功。




       因此,步态也能成为新兴的生物特征识别技术,拥有距离远识别、非感知、全角度等诸多技术特性,能广泛应用于视频监控和安防等领域。其实,对步态分析的研究早已有之,据科技日报此前报道,澳洲联邦科学与工业研究组织CSIRO的研究分支Data61在研究中发现,人类通过运动步伐所产生的能量,有一种很独特的模式,绘制成图样后可以用于个人的身份验证。


研究团队中的DaliKafaar教授称,这种验证方式十分便利,因为我们每天走路的步态都可以被持续采集,也无需进行任何手动调整。而且相比起密码会盗用或者指纹信息被人窃取等不利因素,人走路的步态很难模仿也就很难复制,因此安全性也大大提高。2017年,中国科学院自动化所副研究员黄永祯介绍也介绍了步态识别技术:只看走路的姿态,50米内,眨两下眼睛的时间,摄像头就准确辨识出特定对象。 专家介绍,步态识别在生物识别上拥有极大的优势——虹膜识别通常需要目标在30厘米以内,人脸识别需在5米以内,而步态识别在超高清摄像头下,识别距离可达50米,识别速度在200毫秒以内。




      我国目前在步态识别技术领域位于世界前列,专家介绍称,一旦技术成熟后,可广泛用于机场、车站、海关出入口等嫌疑人员的排查、为公安部门提供远距离、非受控环境下的视频监控。而本次富士通公司的步态识别技术将主要应用于医学领域。医学上在临床中,步态分析通过运动学和动力学等生物力学指标定量评估人体行走功能,揭示各类步态异常的病理特征和影响因素,为疾病诊断、治疗与康复评估等提供科学的决策依据。富士通公司将利用该技术通过监控摄像头的影像,来寻找行踪不明的患有认知障碍症的老人等,该公司称力争明年投入实用。


      据悉,本次技术背后的数据来自包括富士通公司员工在内的1700人,用5个摄像机拍下这些人的行走姿势,收集手脚和关节的位置信息。通过AI捕捉步幅和摆手方式等特征,分析数据、辨认本人的准确率能达到90%左右。并且,结果不会因为穿着厚外套、改变发型等因素受到。此前,在《中华神经科杂志》的一篇论文也提及,步态分析能将步态异常量化,能为帕金森病的早期识别、病情进展的准确发现、治疗方案的合理选择等提供新的思路。


      未来随着步态分析技术的进一步完善与成熟,该方法或许也将成为帕金森病诊治过程中不可或缺的重要手段。保护个人生物特征数据更加迫切生物识别技术方便了我们的生活,但同时也增加了隐私泄露的隐患。当越来越多的生物特征可以被识别时,意味着我们越来越“暴露”。