新型“人造鼻子”通过呼吸识别“你是谁”

指纹、虹膜扫描等生物识别技术曾经出现在间谍片里，但这种技术的应用范围早已扩大，指纹验证、面部识别在人们的手机里已经司空见惯。现在，生物识别安全工具包中增加了一个新选项：呼吸。据《化学通讯》年01月22日发表的一项研究，日本研究人员开发了一种嗅觉传感器，可以通过分析个人呼吸中的化合物来识别个人。

在这个信息和技术时代，生物认证是保护宝贵资产的重要方式。从常见的指纹、掌纹、声音和面部识别，到不太常见的耳朵和手指静脉，机器可以使用各种生物识别方法来识别一个人。

研究人员解释说，人体气味是一种新的生物识别技术，它利用一个人独特的化学成分来确认“你是谁”。

其中之一是经皮气体3354从皮肤产生的化合物，但皮肤产生的挥发性化合物浓度机器很难检测到。因此，研究小组转而研究是否可以用人类的呼吸来代替。事实上，人类的呼吸已经被用来识别一个人是否患有癌症、糖尿病甚至新冠肺炎氏症。

研究小组从分析受试者的呼吸入手，筛选出可用于生物认证的化合物，共找到28种可行的化合物。在此基础上，他们开发了一种具有16个通道的嗅觉传感器阵列，每个通道都可以识别特定范围的化合物。然后将传感器数据传输到机器学习系统，分析每个人的呼吸组成，可以用来区分个体的特征。

研究人员用6个人的呼吸样本测试了该系统，发现识别个人的平均准确率为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不变。

然而，研究人员表示，在这项技术真正应用之前，还有很多工作要做。在这项研究中，他们要求受试者在测试前6小时禁食。接下来，他们将改进技术，使其不受饮食影响。目前的研究表明，增加更多的传感器和收集更多的数据可以克服这一障碍。

今年早些时候，一份报告指出，大脑结构和功能研究的样本规模需要数千人才能确保可靠的结果。我们不能说生物统计学研究和大脑研究哪个需要更高的可重复性，但是无论6个人还是20个人，规模作为样本量都太小了。而且呼吸样本的挥发性很强，容易受到饮食、环境甚至个人情绪的影响。目前还缺乏令人信服的数据和条件(作为辅助手段或可能)将其作为身份验证的主要识别信号。然而，从传感器技术发展的角度来看，多通道传感器阵列的构建很可能在医疗领域发挥更大的作用。