بیومتریک؛ روند توسعه، زنجیره ارزش و کاربردها
بیومتریک یکی از فناوری‌های تحول‌آفرین عصر دیجیتال است که می‌تواند در سطوح مختلف، به تحول دیجیتال کمک کند. در تعریف کلی، به سنجیدن و محاسبه کردن ویژگی‌های بدنی یک فرد، بیومتریک گفته می‌شود. ویژگی اصلی بیومتریک‌ها بی‌همتا بودن آن‌هاست که امنیت استفاده از آن‌ها به عنوان رمز و کلید عبور را، بسیار بالا می‌برد. دو کاربرد اصلی بیومتریک، احراز هویت و شناسایی افراد می‌باشد.
احراز هویت بیومتریک به فرایندی گفته می‌شود که ویژگی‌های زیستی یک فرد (مشخصات بیومتریک) با قالب از پیش تعیین شده تطابق داده می‌شود تا میزان شباهت این دو بررسی گردد. با کمک این روش، هویت فرد تعیین می‌گردد (مثل حسگر اثرانگشت بر روی گوشی‌های تلفن همراه). این روش مترصد یافتن پاسخ به این جواب است که “شما فرد الف هستید یا خیر؟”
شناسایی افراد، طبیعتی منفعل‌تر از احراز هویت دارد. چرا که در این روش با کمک فناوری‌هایی نظیر تحلیل چهره یا صدای شخص، به شناسایی فرد موردنظر پرداخته می‌شود. این روش به دنبال پاسخ این سؤال است که “شما چه کسی هستید؟”
این فناوری‌ها به دو دسته رفتاری و فیزیولوژیک تقسیم می‌گردند:
۱. مشخصه‌های رفتاری: نحوه تایپ کردن، صدا، امضا کردن و …
۲. مشخصه‌های فیزیولوژیک: اثرانگشت، اثر کف دست، عنبیه چشم، تشخیص چهره و …
امروزه با توجه به پیشرفت فناوری‌هایی نظیر تشخیص چهره و رایانش‌های سریع، ایجاد امنیت در حوزه‌های مختلف، به وسیله بیومتریک بسیار ساده‌تر از گذشته شده است.
تاریخچه بیومتریک
اولین استفاده از بیومتریک برای احراز هویت به قرن دوم پیش از میلاد باز می‌گردد که پادشاه چین برای مهروموم‌های حکومتی خود، از قالب اثرانگشت استفاده می‌کرد. همچنین در طول تاریخ، استفاده از مشخصات بیومتریک، به‌ویژه اثرانگشت یکی از روش‌های مرسوم شناسایی افراد خصوصاً در امور پلیسی و امنیتی بود. به‌مرور زمان استفاده از بیومتریک در تأیید اسناد و شناسایی هویت افراد پر رنگ‌تر شد تا در عصر فناوری اطلاعات، کاربردهای این فناوری تسهیل گردید.
در سال ۱۸۵۸، اولین سیستم به منظور ذخیره شکل دست افراد برای احراز هویت به ثبت رسید. در سال‌های پیش رو، برتیلون و گالتون به روش‌هایی دست یافتند که می‌تواند اثرانگشت‌ها را ذخیره و شناسایی نماید. در سال ۱۹۳۶، اولین ایده‌ها برای استفاده از شبکیه چشم به منظور احراز هویت افراد ارائه شد. این روند ادامه پیدا کرد تا در سال ۱۹۶۰، روند شناسایی چهره به فرایندی نیمه‌خودکار تبدیل شد. همچنین در همین سال‌ها پیشرفت‌هایی در زمینه شناسایی با کمک صوت افراد نیز صورت پذیرفت. در سال ۱۹۶۹، پلیس فدرال امریکا اقدام به واردکردن فرایند شناسایی اثرانگشت در صحنه‌های جرم، به عنوان یک روند معمول نمود.
در سال ۱۹۷۴، اولین سیستم تجاری برای بررسی اثر دست یک فرد فروخته شد. در همین دهه، باز هم پلیس فدرال امریکا به پیشرفت‌هایی در روش‌های شناسایی و حسگرهای مربوط به ویژگی‌های بیومتریک دست یافت. در سال ۱۹۸۸، اولین سیستم نیمه‌خودکار تشخیص چهره معرفی شد و روند این پیشرفت تا سال ۱۹۹۱، ادامه پیدا کرد تا تشخیص چهره بلادرنگ به یک واقعیت تبدیل شد.
در دهه ۹۰ میلادی، با معرفی و پیشرفت فناوری اطلاعات، فناوری‌های بیومتریک به سمت تجاری‌سازی پیش رفته و سرعت توسعه بالاتری پیدا کردند. در سال ۲۰۰۰، مقاله‌ای به منظور شناسایی افراد با الگوی رگی و عروقی آن‌ها معرفی شد که توانست یک حوزه کاملاً جدید در بیومتریک ایجاد نماید. در سال ۲۰۰۴، اولین پایگاه داده از الگوهای بیومتریک دست انسان در ایالات‌متحده ثبت شد.
پیشرفت‌های بعدی این فناوری عموماً کاربردهای تجاری داشته و در عصر حاضر، استفاده از این فناوری به یک عمل روزانه تبدیل شده است. از زمانی که اپل در گوشی آیفون ۵ اس خود، حسگر اثرانگشت را تعبیه نمود، این موضوع به یک رفتار روزانه تبدیل شد و به مرور و با فراگیر شدن استفاده از حسگر اثرانگشت یا تشخیص چهره گوشی‌های موبایل، بسیاری از اپلیکیشن‌های موبایل، نظیر اپلیکیشن‌های بانکی، از همین قابلیت برای احراز هویت کاربرانشان استفاده نمودند.
روند توسعه بیومتریک
- تحلیل هایپ سایکل گارتنر
هایپ سایکل گارتنر به عنوان یکی از معیارهای بررسی روند پیشرفت فناوری‌ها شناخته می‌شود که مؤسسه مشاوره‌ای گارتنر، هر ساله، فناوری‌های موجود را بررسی و در چند طبقه (با توجه به وضعیت پیشرفت آن‌ها و آینده‌شان) قرار می‌دهد. اولین حضور فناوری بیومتریک به اولین نمودار گارتنر در سال ۲۰۰۰ بر می‌گردد. آخرین حضور این فناوری نیز در نمودار سال ۲۰۱۳، قرار دارد که این موضوع بیانگر آن است که استفاده از فناوری‌های بیومتریک در سازمان‌ها به قدری جا افتاده است که نمی‌توان عنوان فناوری نوظهور را بر آن نهاد.
شکل ۱٫ هایپ سایکل گارتنر در سال ۲۰۰۵
شکل ۲٫ هایپ سایکل گارتنر سال ۲۰۱۲
شکل ۳٫ هایپ سایکل گارتنر در سال ۲۰۱۳
در حالی که در برخی از سال‌های حضور فناوری‌های بیومتریک (مانند سال ۲۰۰۵)، بعضی از فناوری‌های این حوزه با علامت “بیش از ۱۰ سال” نمایش داده شده بودند، اما ملاحظه می‌شود که سرعت پیشرفت و ارزش‌زایی صنعتی این فناوری‌ها در دنیا، از پیش‌بینی گارتنر جلوتر بوده و از سال ۲۰۱۴، که یکی از انواع فناوری‌های بیومتریک به عنوان آخرین عضو از این خانواده از هایپ سایکل کنار رفت، هیچ حضوری از انواع این فناوری در هایپ سایکل وجود نداشته است.
- تحلیل پتنت
در ارتباط با پتنت‌ها و حقوق اختراعی که برای حسگرهای اثرانگشت (به عنوان ایمن‌ترین روش احراز هویت) ثبت‌شده، نمودار شکل زیر بیانگر آن است که اختراعات جدید در این زمینه در بازه ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۰ به حداکثر تعداد خود رسیده و پس از آن این روند با سیر نزولی نسبتاً شدیدی روبرو بوده است. این موضوع عملیاتی شدن کاربردهای حسگرهای اثرانگشت و خارج شدن از حوزه تحقیق و توسعه را به‌خوبی نمایش می‌دهد و بیان می‌کند که پتنت‌های مهم این حوزه، در حدود ۱۰ سال قبل به اوج خود رسیده‌اند.
شکل ۴٫ پتنت‌های اسکنر اثرانگشت از سال ۲۰۰۴ به بعد
شکل ۵٫ پتنت‌های بیومتریک از سال ۲۰۰۴ به بعد
به طور کلی، نمودار فناوری بیومتریک و نمودار اسکنر اثرانگشت به عنوان یکی از نمودهای این فناوری از یک روند پیروی می‌کنند. تحلیل این روند بیان می‌کند که این فناوری دوره تحقیق و توسعه خود را سپری کرده و کاهش پتنت‌های این حوزه سندی بر این ادعا می‌باشد. این موضوع با روند هایپ سایکل نیز کاملاً تطابق دارد. لازم به ذکر است که تعداد کل پتنت‌های ثبت‌شده در حوزه بیومتریک، ۱,۰۵۷,۶۶۲ می‌باشد.
سایت لنز یکی دیگر از مراجع بررسی روند پتنت‌هاست که تمرکز آن بیشتر بر تعداد این پتنت‌های ثبت‌شده است. با وجود افزایش بسیار زیاد تعداد پتنت‌های این حوزه در سال‌های اخیر، در تناظر با آمار گوگل، بسیاری از این پتنت‌ها ویژگی‌های ممتازی نداشته‌اند.
شکل ۶٫ روند پتنت‌های بیومتریک از سایت لنز
- تحلیل علم‌سنجی
یکی دیگر از شاخص‌هایی که در بررسی روند یک فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرد، بررسی میزان مقالات چاپ‌شده در ارتباط با یک حوزه مشخص است. تحول یک فناوری در گرو بررسی‌ها و تحقیقات در سمت آکادمیک و عملیاتی‌سازی آن‌ها در حوزه‌های کسب‌وکاری است. با توجه به این موضوع، با کمک پایگاه وب آو ساینس، تعداد مقالات چاپ‌شده در حوزه بیومتریک معین شد.
روند این مقالات مبین این موضوع است که در حوزه آکادمیک، همانند حوزه‌های کسب‌وکاری که هایپ سایکل گارتنر و پتنت‌های ثبت‌شده در ارتباط با آن از نمودهای ارزش زایی فناوری در کسب‌وکار است، حجم ناشناخته زیادی باقی نمانده است.
شکل ۷٫ تعداد مقالات منتشرشده در حوزه فناوری بیومتریک به تفکیک سال انتشار
در جمع‌بندی، تمامی نمودارهایی که از سرویس‌های آکادمیک و حرفه‌ای در این قسمت نمایش داده شد، بیانگر آن است که این فناوری از دوره “جو زدگی” خارج شده و کاربردهای آن در دنیای اطراف ما کاملاً مشهود می‌باشد. برای مثال اوج نمودار بالا در سال‌های ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ بوده که نشان‌دهنده گذر فناوری بیومتریک از زمانی است که بیشترین صحبت‌های جامعه آکادمیک در این زمینه بوده است.
رابطه بیومتریک با سایر حوزه‌های فناوری
تحول دیجیتال رویدادی است که تمامی ابعاد یک سازمان را در بر خواهد گرفت. برای زیرمجموعه‌های این تحول نمی‌توان مرزهای مشخص و تثبیت‌شده‌ای در نظر گرفت. هر کدام از فناوری‌ها می‌توانند به نحوی بر پیاده‌سازی یا کاربرد یک فناوری دیگر مؤثر باشند. برای مثال بلاکچین یک مفهوم تحول‌آفرین است؛ اما پیش‌زمینه طراحی و توسعه این فناوری، رایانش ابری بوده است. پس نمی‌توان این دو را به طور کامل از هم منفک نمود و تمامی فناوری‌های تحول‌آفرین، کم یا بیش بر یکدیگر تأثیرگذار خواهند بود. به همین سبب در این قسمت تأثیر فناوری بیومتریک بر چند فناوری تحول‌آفرین دیگر مورد بررسی قرار می‌گیرد.
- اینترنت اشیا
یکی از کاربردهای مهم فناوری بیومتریک در صنعت پزشکی می‌باشد. امروزه حوزه‌ای از تلفیق اینترنت اشیا و بیومتریک به وجود آمده که به آن «اینترنت اشیا پزشکی» گفته می‌شود. این فناوری با کمک شاخصه‌های بیومتریک می‌تواند نیازهای پزشکی و درمانی فردی که با کمک این فناوری شناسایی شده است را اعلام یا اطلاع‌رسانی نماید. همچنین ترکیب اینترنت اشیا با بیومتریک می‌تواند به ارائه تجارب شخصی‌سازی‌شده برای کاربران وسایل اینترنت اشیا کمک نماید.
- چاپ سه‌بعدی
چاپ سه‌بعدی می‌تواند در تولید ابزارهای سنجش بیومتریک و یا رفع عیوب این دستگاه‌ها در محل تأثیرگذار باشد.
- کلان‌داده و تحلیل داده
با کمک راهکارهای کلان‌داده، می‌توان سرعت و امنیت داده‌های بیومتریک (که در برخی از سازمان‌ها به حالت کلان‌داده در می‌آیند) را تضمین نمود. یکی از مقوله‌های مهم در حوزه بیومتریک و کاربردهای آن، سرعت احراز و تشخیص هویت است که راهکارهای کلان‌داده می‌تواند به این موضوع کمک کند.
- شبکه‌های اجتماعی
شبکه‌های اجتماعی و شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات آن، با کمک هر داده‌ای که قابل‌دسترسی است، سعی دارند، تجربه دیجیتالی شخصی‌سازی‌شده و بی‌همتا برای افراد فراهم نمایند. با کمک فناوری‌هایی نظیر تشخیص چهره، این امکان به شرکت‌ها داده می‌شود تا مکان‌های مورد بازدید مخاطبان و رفتاری که در جامعه از آنان سر می‌زند را شناسایی و تحلیل کرده و با کمک آن‌ها، تجربه‌ای اختصاصی و شخصی‌سازی‌شده برای آن‌ها به ارمغان بیاورند. البته این موضوع با معضلات اساسی نظیر نقض حریم خصوصی شهروندان و کارکنان مواجه خواهد بود. باید توجه نمود که برخی شرکت‌های فناورانه، برای کسب داده موردنظرشان، از هیچ رفتار و عملی دریغ نخواهند کرد.
- هوش مصنوعی
تأثیر هوش منصوعی بر فناوری بیومتریک، همانند چاپ سه‌بعدی، می‌تواند آثار مخربی داشته باشد. به این معنا که هوش مصنوعی توانایی ایجاد اثرانگشت و یا چهره‌های جعلی و غیرواقعی را خواهد داشت و این موضوع به ایجاد هویت‌های غیرواقعی منتهی خواهد شد.
- رایانش کوانتمی
این فناوری می‌تواند به تحلیل سریع‌تر و آنی اطلاعات بیومتریک در ارتباط با افراد کمک نماید.
- رباتیک
با کمک ربات‌ها، دیگر نیازی نیست که دستگاه‌های احراز هویت در یک محل به صورت ثابت و بدون حرکت باشند؛ بلکه می‌توانند به صورت فعال به شناسایی و احراز هویت افراد مختلف بپردازند و رفتاری شخصی‌سازی‌شده بر اساس ویژگی‌های زیستی مخاطبان داشته باشند. برای مثال در فرودگاه هاندا ژاپن، ربات‌هایی که قابلیت احراز هویت مسافران را دارند، با توجه به نیاز مسافران و سؤالات آن‌ها، به کمک و رفع نیاز آن‌ها می‌پردازند.
زنجیره ارزش بیومتریک
زنجیره ارزش به معنای روندی است که یک محصول را به ارزش تبدیل می‌کند. این قسمت به بررسی زنجیره ارزش فناوری بیومتریک طی دو مرحله (ارائه‌دهنده فناوری و زیرساخت، ارائه خدمت ) پرداخته و فعالیت‌هایی را که در این زنجیره ارزش رخ می‌دهد، بیان می‌کند. در شکل ۸ زنجیره ارزش فناوری بر اساس الگوی طراحی‌شده در پروژه نمایش داده شده است.
شکل ۸٫ زنجیره ارزش بیومتریک بر مبنای الگوی پروژه
کاربردهای بیومتریک
این بخش ابتدا به بررسی صنایع زیرساختی که در توسعه فناوری بیومتریک نقش داشته‌اند، پرداخته و سپس به معرفی صنایعی می‌پردازد که با استفاده از بیومتریک، ارزش کسب خواهند نمود. صنایع زیرساختی به فعالیت‌هایی گفته می‌شود که در راستای تولید یک فناوری نقش ایفا می‌کنند. این صنایع عموماً در بخش ابتدایی ایجاد یک فناوری، به معنای ساخت ادوات موردنیاز آن، حضور دارند و پس از تولید یک محصول، آن را به صنایع بهره‌بردار به منظور ایجاد خدمت بر بستر فناوری مذکور ارسال می‌کنند. صنایع زیرساختی در حوزه بیومتریک عبارت‌اند از:
- شرکت‌های تولیدکننده الگوریتم‌های تشخیص الگوهای بیومتریک
- شرکت‌های تولیدکننده ادوات دریافت اطلاعات بیومتریک (مثل اثرانگشت یا چهره)
- شرکت‌های تولیدکننده نرم‌افزار مورد استفاده در دستگاه‌های سنجش بیومتریک
صنایع بهره‌بردار بیومتریک
به طور کلی کاربردهای فناوری‌های بیومتریک به پنج دسته تقسیم می‌شود که در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و دسته‌بندی این فناوری بیشتر بر مبنای کاربرد خواهد بود و نه صنایع گوناگون.
- کنترل دسترسی
- کنترل عبور و مرور
- بررسی حضور یا عدم حضور
- اجرای قانون
- نظارت
طبق گزارش دانشگاه آستین در سال ۲۰۱۸، فناوری بیومتریک در برخی از صنایع کاربردهای بیشتری دارد. برای مثال حوزه فناوری اطلاعات بیش از سایر حوزه‌ها از کاربردهای بیومتریک بهره برده است. مواردی نظیر شناسایی احساسات به متخصصان فناوری اطلاعات کمک کرده تا خدمات دقیق‌تر و بهینه‌ای برای مشتریان ایجاد نمایند. کاربردهای بیومتریک در امور دولتی و نیز امور پرداختی و بانکی، در رتبه‌های بعدی قرار می‌گیرند. این صنایع نیز توانسته‌اند با کمک فناوری بیومتریک خدمات بهتر و دقیق‌تری به مشتریان خود ارائه نموده و فرایندهای خود را با توجه به نیازهای آنان مطابقت دهند.
شکل ۹٫ کاربرد فناوری بیومتریک در صنایع (گزارش دانشگاه آستین، ۲۰۱۸)
حوزه‌های کاربری بیومتریک
- مجریان قانون (پلیس و نیروهای امنیتی)
بخشی از کارکرد نیروهای پلیس، شناسایی مجرمان می‌باشد. با کمک فناوری‌های بیومتریک، احتمال و دقت کشف جرم بسیار بالا می‌رود. ابزارهای شناسایی آنی اثرانگشت، مدت زمان بازگشت نتیجه اثرانگشت یافت شده در صحنه جرم را بسیار کاهش داده‌اند. ابزارهای نظارت عمومی (تشخیص چهره) می‌توانند به شناسایی افراد مظنون در سطح شهر یا کشور کمک کنند.
- کاربرد در عبور و مرور مرزی
ظهور پاسپورت‌های الکترونیکی با کمک فناوری‌های بیومتریک توانسته تا حجم بالایی، کاغذبازی در تبادلات مرزی را کاهش دهد. هر فرد با کمک شاخصه‌های بیومتریک می‌تواند به تمامی سوابق خود دست پیدا کند. ویزایی که برای شخص خاصی صادر شده، با کمک ویژگی‌های بیومتریک به وی اختصاص خواهد پیدا کرد. این رویکرد به کاهش اتلاف وقت مسافران و نظم بیشتر در مجاری عبور و مرور مرزی نیز کمک خواهد کرد. همچنین در رویدادهایی که مرزها باز می‌شود (مثل راهپیمایی اربعین) با کمک فناوری تشخیص چهره، می‌توان به شناسایی افرادی که از مرز عبور کرده‌اند، پرداخت. چنین کاربردی به صورت مشخص‌تر و محدودتر در عبور و مرور افراد در یک ساختمان نیز می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد تا دیگر نیازی به کنترل عبور و مرور کارکنان سازمان نباشد.
- کاربرد در صنعت درمان
یکی از دغدغه‌های بیماران، مسائلی است که پیرامون دفترچه بیمه خود دارند، از فراموش کردن آن تا اتمام تاریخ انقضای آن. با کمک فناوری بیومتریک می‌توان تنها با کمک یکی از مشخصه‌های بیومتریک فرد، به تمامی سوابق بیمه‌ای و درمانی وی دست یافت و دیگر نیاز به دفترچه‌های بیمه نخواهد بود. همچنین از تخلفاتی مانند استفاده دفترچه بیمه توسط فرد دیگر جلوگیری خواهد شد.
- صندوق‌های رأی
استفاده از چنین فناوری‌هایی می‌تواند فرایند رأی‌گیری و رأی‌دهی را بسیار ساده‌تر سازد. انتقال شناسنامه و کارت ملی از یک میز به میز دیگر تنها در روش سنتی معنا داشت. با کمک بیومتریک اطلاعات یک فرد به صورت کامل مشخص شده و همین فناوری به جلوگیری از تقلب در انتخابات، کمک شایانی خواهد کرد، علاوه بر این که سرعت این فرایند را افزایش خواهد داد.
- پرداخت هزینه
دلیل استفاده از یک کارت بانکی، دسترسی به حساب شخص با کمک رمز آن است. اما تمامی این موارد در مشخصات بیومتریک وی نهفته است. به‌زودی کارت‌های بانکی جای خود را به پایانه‌های اثرانگشت خواهند داد تا فرد تنها با یکی از مشخصه‌های بیومتریک خود، بتواند به حساب‌های متعدد بانکی خود دست پیدا کند. البته استفاده از کارت بانکی با ظهور اپلیکیشن‌های بانکی به مرور معنای خود را از دست خواهد داد.
- تحلیل احساسات
بسیاری از انسان‌ها، بدون آگاهی به این موضوع، عموم احساسات درونی خود را در چهره نمایش می‌دهند. در واقع درصورتی‌که تحلیل چهره یک فرد در بازه زمانی مشخص با دقت صورت بگیرد، می‌توان اطلاعات بسیار دقیقی از وضعیت فعلی احساسی فرد دریافت کرد. با کمک این فناوری و نصب آن در فروشگاه‌ها، در صورت تحلیل دقیق آن‌ها، بینش‌های بسیار مفیدی در ارتباط با نحوه تعامل مشتری با محصولات و به طور کلی، فروشگاه، به دست خواهد آمد.
مقالات مرتبط:
۵ روند عمده فناوری دیجیتال در سال ۲۰۲۲
