Phát triển thành công cảm biến nhận dạng tĩnh mạch lòng bàn tay mỏng và nhỏ nhất thế giới

Nguyên lý hoạt động hệ thống nhận dạng tĩnh mạch lòng bàn tay

Tinhte-Phòng Thí Nghiệm của công ty Fujitsu, Fujitsu Laboratories, vừa thông báo họ đã đạt được những tiến triển đáng kể trong việc phát triển cảm biến nhận dạng tĩnh mạch lòng bàn tay mỏng và nhẹ nhất thế giới. Bằng cách thiết kế lại hoàn toàn hệ thống quang học với các cảm biến hình ảnh mới và thành phần quang học khác, Fujitsu Laboratories đã thành công trong việc thu nhỏ độ dày của cảm biến mới xuống còn 5mm và thể tích cũng giảm đi 80% so với thế hệ trước.

Vậy cảm biến nhận dạng tĩnh mạch lòng bàn tay là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao? Có thể định nghĩa sơ lược cảm biến nhận dạng tĩnh mạch lòng bàn tay là loại cảm biến có tác dụng dò quét và chụp ảnh bản đồ các mạch máu trong lòng bàn tay sau đó lưu chúng lại để đối chiếu nhận dạng. Để xác thực, đầu tiên người sử dụng đặt úp lòng bàn tay lại, một thiết bị quét sẽ phát xạ ánh sáng trong phổ hồng ngoại, các hemoglobin trong mạch máu ở lòng bàn tay hấp thụ các tia hồng ngoại và tia sáng phản xạ ngược lại lên cảm biến hình ảnh để tạo nên bản đồ các mạch máu của lòng bàn tay. Sau đó hình ảnh gốc của bản đồ này sẽ được lưu lại trong cơ sở dữ liệu để so sánh với các hình ảnh sau này, tương tự như hệ thống nhận dạng vân tay.

Mẫu máy quét tĩnh mạch lòng bàn tay của Fujitsu

Trong bài viết được đăng trên trang chủ công ty, Fujitsu Laboratories cho biết cảm biến mới có hiệu năng nhận dạng ngang bằng trong khi độ dày lại chỉ bằng một nửa so với các công nghệ hiện tại. Đặc điểm này cho phép cảm biến thế hệ mới có thể dễ dàng tích hợp trong các thiết bị di động như máy tính bảng hay điện thoại. Hệ quả là công nghệ nhận dạng mới này sẽ ngày càng phổ dụng hơn trong đời sống hàng ngày.

Trong những năm gần đây, để ngăn chặn rò rỉ thông tin và gian lận tại các công ty và tổ chức tài chính, công nghệ nhận dạng sinh trắc học dựa trên các thông tin sinh học của con người đã được đưa vào sử dụng và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống, điển hình là công nghệ nhận dạng vân tay đang rất phổ biến trên thế giới. Tuy nhiên, các công nghệ hiện tại bộc lộ khá nhiều yếu kém và hàng rào bảo mật của chúng không khó để vượt qua.

Trước tình hình đó, Fujitsu Laboratories đã phát triển một công nghệ nhận dạng sinh trắc học dựa trên bản đồ các mạch máu trong lòng bàn tay. Cách tiếp cận mới này cho khả năng nhận dạng chính xác hơn, độ bảo mật cao hơn, và khó bị làm giả hơn so với các phương pháp truyền thống. Bên cạnh đó thao tác xác thực cũng vô cùng đơn giản: bạn chỉ việc đặt tay lên trên thiết bị mà không cần phải chạm, thế là xong. Công nghệ mới này đã được Fujitsu thương mại hóa dưới tên “hệ thống nhận diện tĩnh mạch lòng bàn tay không cần chạm PalmSecure”. Tháng 5 năm ngoái, hãng cũng đã phát triển thành công và bán ra thị trường một mẫu cảm biến nhỏ và mỏng hơn so với các đối thủ của mình.

Mẫu cảm biến Fujitsu giới thiệu năm 2011

Thông thường, để có thể tạo nên một cảm biến nhận diện tĩnh mạch lòng bàn tay có tốc độ nhanh và sử dụng đơn giản đòi hỏi phải có một cảm biến hình ảnh hiệu suất cao với diện tích quang học lớn. Yêu cầu này cản trở việc thu nhỏ và do đó chúng ta khó có thể tích hợp cảm biến lên máy tính bảng hay điện thoại di động. Thêm vào đó, các dữ liệu do cảm biến mới thu nhận có thể sẽ có khác biệt lớn so với thế hệ hiện tại khiến cho vấn đề bất tương thích xảy ra, từ đó gây khó khăn cho việc xây dựng hệ thống nhận diện sử dụng chung dữ liệu cũ và mới.

Điểm đặc biệt nhất trong phát kiến của Fujitsu là họ đã sử dụng cảm biến hình ảnh compact giá rẻ thường thấy trong thiết bị di động hay webcam. Nhờ đó, chi phí và kích thước của toàn bộ hệ thống nhận dạng đã giảm xuống. Để hình ảnh thu nhận được bởi cảm biến có thể được áp dụng cho quá trình nhận dạng, đội ngũ nhân viên làm việc tại Fujitsu Laboratories đã cất công sáng tạo nên một kỹ thuật hiệu chỉnh hình ảnh mới cho phép họ vượt qua được trở ngại này.

Khó khăn do vấn đề bất tương thích cũng được Fujitsu giải quyết tận gốc bằng các thấu kính góc rộng có độ méo thấp và một hệ thống ánh sáng khuếch tán. Qua hệ thấu kính, trường cảm thụ sẽ tương đương với các cảm biến hiện tại. Trong khi dưới tác dụng của hệ thống ánh sáng khuếch tán, cường độ ánh sáng được phân bố đồng đều lên trên bề mặt cảm biến. Kết quả là dữ liệu mới hoàn toàn tương thích với các dữ liệu cũ.

Mẫu cảm biến mới

So sánh với mẫu cảm biến bán ra năm ngoái, cảm biến mới có thể tích giảm đi 80% trong khi độ dày chỉ còn 5mm, kích thước tương đương với các cảm biến vân tay hiện nay. Thêm vào đó nhờ khả năng tương thích với các dữ liệu của các cảm biến thế hệ cũ, tiềm năng tích hợp công nghệ mới này vào các hệ thống nhận dạng sẽ là rất lớn. Tất nhiên, còn nhiều việc Fujitsu phải làm để đưa công nghệ này đến gần hơn với cuộc sống. Tuy nhiên, có thể thấy một tương lai trong đó các máy tính bảng, điện thoại, laptop được trang bị cảm biến nhận dạng tĩnh mạch lòng bàn tay PalmSecure đang ngày càng đến gần hơn bao giờ hết sau phát kiến này của Fujitsu.

Cảm biến cũ và mới của Fujitsu