» «
חיישן טביעת אצבע
איך פועל חיישן טביעת אצבע?



חיישן ביומטרי לזיהוי טביעת האצבע (Fingerprint sensor) הוא רק אחת מהטכנולוגיות בתחום של טכנולוגיות הזיהוי הביומטרי. טכנולוגיות אלה הפכו מאד נפוצות בשנים האחרונות באבטחה וזיהוי, בתחומים שונים.

החל מבקרות כניסה למתחמים פיזיים ולמכשירים שונים כמו מחשבים וטלפונים חכמים ועד לזיהוי אישי בשעוני נוכחות שנהוגים במקומות עבודה - זיהוי טביעת האצבע באמצעות חיישן הוכיחה את עצמה כיעילה ושימושית מאד.

בטלפונים ניידים מותקנים כיום לא מעט חיישנים כאלה. חיישנים סורקי טביעות-אצבע משמשים כאמצעי זיהוי ייחודיים לכל משתמש ומשתמש וקשה יותר לזייפם או לפרוץ אותם מאשר סיסמאות קלות, או טלפונים חסרי סיסמה.

הראשונה להשתמש בחיישני טביעת-אצבע הייתה חברת Apple. החברה חשפה את האייפון 5S עם סורק טביעות האצבע (Finger print scanner) הראשון וכינתה אותו TouchID.

במהרה יצאו חיישנים מתחרים למכשירים של יצרנים מתחרים רבים. בשנת 2019 המתחרה הגדולה סמסונג הייתה הראשונה להשתמש בחיישן אצבע תלת מימד שמוטמע על המסך עצמו.

החיישן בטלפונים החכמים מאפשר להשתמש בטביעת האצבע כדי לבטל את נעילת הטלפון החכם. במכשירים שונים הוא יכול לשמש גם כדי לאשר רכישות בכסף או לפתוח אפליקציות שנבחרו לפתיחה אישית בלעדית של המשתמש.

עם זאת, האקרים כבר הראו שהעתק פיזי של טביעת האצבע יכול לשמש לביטול נעילת הטלפון. הדבר הופך את נעילת הטלפון באמצעות טביעת אצבע לפחות חזקה מסיסמאות חזקות. יש לכך פתרונות שמצאו יצרני סמארטפונים מסוימים. אחרים פחות הצליחו וחלקם עברו לטכנולוגיות אחרות, כמו זיהוי פנים באמצעות המצלמה הקדמית (מצלמת בסלפי).

אבל איך פועל החיישן הביומטרי לטביעת אצבע?

אם מדובר על חיישן של טלפון חכם, ראשית יש ללמד את החיישן כיצד נראות טביעות אצבעותיו של המשתמש. עושים זאת על ידי הנחת האצבע על הכפתור עם החיישן, שוב ושוב ובזוויות וצידי האצבע השונים, עד שאנימציית טביעת האצבע שעל מסך הטלפון מתמלאת בצבע אדום. באייפון למשל, ניתן להוסיף עד 6 טביעות אצבעות לכניסה למכשיר.

אחרי שלמד את טביעת האצבע של בעל הטלפון, משתמש החיישן במידע שנשמר במכשיר ומשווה כל טביעת אצבע לתמונת טביעת האצבע שברשותו. אם טביעת האצבע זהה, המכשיר ייפתח. אם היא שונה - הוא יישאר נעול.


הנה חיישן טביעות אצבע של האייפון:

https://youtu.be/jaKS9zFOMDY


כך עובד החיישן הביומטרי לזיהוי טביעת האצבע:

https://youtu.be/CLdrbn8XYIw


חיישן טביעות האצבע של מכשיר סמארטפון Galaxy S5:

https://youtu.be/dKVdJ9U8sm4


וכך גורמים לחיישן זיהוי טביעת אצבע Touch ID של מכשירי אייפון לזהות אותך:

https://youtu.be/MXYTD8UJaJo
זיהוי קשתית
מהו קורא הקשתית?



הזיהוי הביומטרי מאפשר לזהות כיום אנשים לפי שיטות שונות, מטביעות אצבע, דרך זיהוי תווי הפנים, זיהוי לפי רשתית העין ועד קשתית העין.

גדולים הם סיכוייה של שיטת האימות הביומטרי, המציעה שיטות אלה ואחרות לאותנטיקציה ביומטרית, להחליף את האימות באמצעות טביעת אצבע, שיטה מיושנת, שיש לה לא מעט מגבלות, במיוחד כשמדובר בזיהוי שאינו של אנשים חשודים. זיהוי כזה הולך ונדרש, אם במסגרת המאבק בטרור ואם לצרכי עולם העסקים, שמירת סודיות במתקנים רגישים ומניעת ריגול.

זיהוי קשתית (Iris recognition) היא שיטת זיהוי ביומטרי המשתמשת בשיטות לזיהוי תבנית והתאמתה לתמונת הקשתית בעינו של האדם. מסתבר שתבנית קשתית העין שלנו היא ייחודית, יציבה לאורך זמן וניתן לסרוק אותה גם ממרחק ואפילו ללא ידיעתו של הנסרק, מה שהופך אותה לטכנולוגיה שימושית ביותר, מהירה ולא פולשנית.

בעוד סריקת הרשתית מתבססת על המבנה הייחודי של כלי הדם ברשתית העין, בזיהוי קשתית משתמשים במצלמת וידאו עם תאורת אינפרה-אדום קרוב, המזהה מבנים מורכבים בקשתית שניתן לראות כלפי חוץ.

אלגוריתמים מתמטיים וסטיסטיים מנתחים את התבניות הדיגיטליות שקודדו ממבנים מורכבים אלה והמחשב סורק, במהירות של מיליוני תבניות לשנייה ועם מעט מאד כשלים בתוצאות החיפוש, בבסיס הנתונים של התבניות שנסרקו בעבר ונשמרו בו.

יתרונות הקשתית, כאיבר פנימי ומוגן, ומנגד כזה שניתן לסרוק אותו, מאפשרים לזהות האם מדובר באדם עצמו או במישהו אחר, האם זהו מתחזה או מורשה כניסה וכדומה.

יתרונה הגדול של האותנטיקציה הביומטרית, הוא מהירותה, שנאמדת בפי 3 ורמת הדיוק הגבוהה יותר, אל מול טביעת אצבע. הטכנולוגיה הזו מיועדת לשלל ישומים, מזיהוי מורשי כניסה למתחמים סגורים ועד לזיהוי המשתמש המורשה לטלפון הנייד.


הנה הזיהוי לפי קשתית העין:

https://youtu.be/apk4-OZrs78


וכך הטכנולוגיה של זיהוי הקשתית בעין פועלת:

https://youtu.be/fHS0nq13yPk
טביעת אצבע
למה משתמשים בטביעת אצבע?



השימוש בטביעות אצבעות מתבססות על העובדה שטביעות אצבע הן שונות מאדם לאדם ולא משתנות במהלך חייו. טביעות אצבע נוצרות כבר בחודש הרביעי לחיי העובר. למעשה יש טביעות אצבע גם לקואלות ולקופי אדם, אולי כיוון שה"רכסים" שאנו רואים בטביעות האצבע נועדו מבחינה אבולוציונית, לחזק את האחיזה של כף היד, למשל במניעת החלקה בעת הטיפוס על עצים.

טביעות אצבע נשארות רק על משטחים חלקים, מכיוון שאחוז אחד מטביעת האצבע הוא שומן ועל חומרים כמו עץ או נייר הוא לא נשאר.

הייחודיות של טביעת אצבע היא מדהימה - אין שתי אצבעות בעלות טביעות אצבע זהות. מה שקרוי "רכסים" משתנה מאצבע לאצבע, גם אצל אותו אדם. לכל אצבע יש מעל 150 מאפיינים שונים של רכסים.

מתמטית יש 64 מיליארד אפשרויות שונות של טביעת אצבעות, מה שאומר שהסבירות לשני בני אדם עם טביעת אצבעות זהה היא זעירה ביותר.

היות שאפילו תאומים זהים אינם חולקים טביעות אצבעות זהות, על אף הכמעט זהות הגנטית ביניהם, משתמשים בטביעות אצבע לזיהוי של מעשי פשע, לשימושי אבטחה, כמו פתיחת מנעולים והפעלת מכשירים סודיים ועוד.

יש בעולם כמה משפחות שנושאות פגם גנטי מעניין - אין לבני המשפחות הללו כל טביעת אצבע בידיהם וברגליהם והן נקיות לחלוטין מאותם רכסים שכולנו רואים באצבעותינו.

כה מוערכת הייחודיות של טביעת האצבע בתרבות, עד שנוהגים לומר על מי שהשאיר את חותמו האישי והייחודי בתחום מסוים או בעולם, שהוא "השאיר את טביעות אצבעותיו".


הנה הסוד של טביעת האצבע והשימוש בה בזיהוי פלילי (עברית):

http://youtu.be/ejp8wPNZu0k


בואו נעשה ניסוי עם טביעות אצבע (עברית):

https://youtu.be/CT8GPg5TqEk


טביעת האצבע שלנו היא היום כלי אבטחה במכשירים אלקטרוניים שונים כמו הסמארטפון (מתורגם):

https://youtu.be/YJvmaqCqQxA


יש מנעולי דלתות המבוססים על טביעות אצבע (עברית):

https://youtu.be/WM-rdMxNDH4


וכך פועל סורק טביעות האצבע (Finger print scanner):

https://youtu.be/iIBcKrNGGSY?long=yes
המהפכה התעשייתית הרביעית
מהי המהפכה התעשייתית הרביעית?



שמתם לב שאנו נמצאים בליבו של תהליך המשלב באופן חסר תקדים טכנולוגיות דיגיטליות, פיזיות וביולוגיות, תוך טשטוש הגבולות בין העולם האנושי וזה הטכנולוגי?

"המהפכה התעשייתית הרביעית" (Fourth Industrial Revolution), או המהפכה התעשייתית 4.0, הם שמותיו של שינוי טכנולוגי עמוק ומהפכני בעידן המודרני. את המונח טבע פרופסור קלאוס שוורב (Klaus Schwab) מהפורום העולמי לכלכלה (World Economic Forum).

בניגוד למהפכות התעשייתיות הקודמות, המהפכה הרביעית מאופיינת בקצב חסר תקדים של התפתחות טכנולוגית וביכולת של טכנולוגיות לשנות מערכות שלמות, על ידי מרחב משולב בו פועלות, אלה לצד אלה ובתיאום מלא, מערכות פיזיות, דיגיטליות וביולוגיות.

זוהי מהפכה המשנה את האופן שבו אנו חיים, עובדים ומתקשרים. בעוד המהפכה התעשייתית הראשונה השתמשה באדי מים ובכוח הקיטור כדי להכניס את המכונות לתהליכי הייצור, המהפכה התעשייתית השנייה רתמה את החשמל כדי להגיע לייצור המוני, השלישית התמקדה בטכנולוגיית אלקטרוניקה, מחשוב ומידע במטרה לקדם אוטומציה בייצור - המהפכה התעשייתית הרביעית מתמקדת גם ביצירת בינה מלאכותית שיכולה ללמוד, להסתגל ולקבל החלטות באופן עצמאי.

במרכז הטכנולוגיות הללו שמניעות את המהפכה נמצאות טכנולוגיות ה-AI, האינטרנט של הדברים, רובוטיקה מתקדמת, הדפסת תלת-ממד, טכנולוגיות מחשוב ביולוגיות, מחשוב קוונטי וטכנולוגיות חישה מתקדמות. כל אלו יוצרים מרחב משולב שבו פועלות בסינכרוניזציה מלאה מגוון מערכות פיזיות, דיגיטליות וביולוגיות.

אין כמעט גבול להשפעות החברתיות והכלכליות של המהפכה הזו. מצד אחד היא יוצרת הזדמנויות עצומות לחדשנות וקידמה, אך בו בזמן היא גם מעוררת אתגרים הקשורים לשינויים בלתי נתפסים בתעסוקה ובעולם המקצועי שמרכיב את שוק העבודה, לשוויון בין עשירים לעניים, לפרטיות של אנשים ולזהות אנושית.

לצד העלייה בייצור, טיוב הפעילות, מקסום הערך עם הירידה בעלויות והאופטימיזציה של המדדים התפעוליים, כולל בטיחות העובדים ואיכות המוצר ובזמן שמקצועות חדשים כבר צומחים סביב הטכנולוגיות המתקדמות שצצות בכל יום, ברור שמקצועות רבים צפויים להשתנות או להיעלם לגמרי.

כיום יש כבר דיבור על מהפכה תעשייתית חמישית, שתתרכז בפרסונליזציה ובהתאמה של המערכות המתוחכמות, כולל הרובוטים והקובוטים התעשייתיים הללו, לצרכי המפעלים.

אז הסיפור של המהפכה התעשייתית הרביעית הוא ממש לא רק טכנולוגי, אלא הסיפור של החברה האנושית והדרך בה היא תבחר לעצב ולנווט את השינויים המהירים והמורכבים הללו, לצד השמירה על ערכיה האנושיים והאתיים.


הנה ארבע המהפכות:

https://youtu.be/Rd8gVeqE-qc


סקירה יפה על המהפכה התעשייתית הרביעית:

https://youtu.be/Ko2esJeGsrI


למה המהפכה הרביעית נוגעת לנו בעצם?

https://youtu.be/JKsVYpRp41w


הסבר מעמיק על מהפכת המאה ה-21 התעשייתית:

https://youtu.be/v9rZOa3CUC8


הרצאת וידאו על המהפכה המדהימה הזו:

https://youtu.be/GDlK9f7zHo4


סרטון תיעודי על המהפכה התעשייתית 4.0:

https://youtu.be/kpW9JcWxKq0?long=yes


ההשפעה על החיים והחברה (עברית):

https://youtu.be/6mlG1mfpDjg?long=yes


ויש מי שקורא לשלב הבא "המהפכה החמישית" או "המהפכה הרבודה" (מתורגם):

https://youtu.be/aR5N2Jl8k14?long=yes

טכנולוגיות חישה

מערכת זיהוי תווי פנים
איך מלמדים מחשבים לזהות פנים?
איך מאמנים מכונות לראות ולזהות פנים?


יותר ויותר מדברים כיום על "האח הגדול", שעוקב אחרי כל אחד מאיתנו ויודע עלינו יותר ויותר. אנשים מתפלאים כיצד הוא מזהה בכל רגע נתון את מקומנו, מי אנחנו בתמונות הפרטיות שלנו ובפוסטים החברתיים ואם אנחנו מתכננים פשע או מותר לנו לבצע עיסקה מסחרית.

אבל כיצד זה מתבצע?

הדרך לזהות אותנו בכל מקום היא ללמד מחשבים לעשות זאת. מדובר במה שנקרא טכנולוגיית זיהוי פנים (Face recognition). כל מחשב כזה מחובר למצלמות שמראות לו פנים והמחשב מזהה אותנו לעומת אחרים.

השיטה מתחילה בללמד תוכנה לזהות אנשים. מזינים אליה מאגר תמונות ענקי ו"מלמדים" אותה מהם פנים ומה לא. עושים זאת בסימון הטעויות שלה, מה שמשפר כל הזמן את יכולותיה. ככל שהמאגר הוא גדול וכוח המיחשוב רב, המכונה תלמד טוב יותר ומהר יותר לזהות פנים.

ככל שהמאגר מגוון, לעומת זאת, המכונה תלמד לזהות יותר סוגי פנים. בתחילת הדרך המאגרים לא היו מגוונים מספיק, מה שגרם לכך שיכולות המחשבים והבינה המלאכותית לזהות נשים, או בני מיעוטים שאינם לבנים, היו נמוכות מאוד.

ככל שהמכונה תלמד מהם פנים, ניתן יהיה להזין אליה את התמונות של כולנו וללמד אותה לזהות אנשים ספציפיים. אז לממשלות ולגופי ביטחון יש מאגרים כאלה, מתצלומי תעודות הזהות שלנו, אבל לגופים אחרים יש בעיה.

אז המצב הזה של ראיית מכונה (Machine vision) הולך ומשתפר דווקא תודות למאגרים העצומים של הרשתות החברתיות. כך תורמת למשל הטכנולוגיה שמאפשרת לדפי פייסבוק לזהות את הפרצופים בתמונות, גם לטובת זיהוי מגוון יותר וחכם יותר.


כך פועלות מערכות לזיהוי פנים ומה המגבלות והבעיות בהן (עברית):

https://youtu.be/DJC013Cg_GY


הדרך בה מאמנים מודלים ממוחשבים לזהות פנים (מתורגם):

https://youtu.be/Cgxsv1riJhI


כיום הטכנולוגיה של זיהוי הפנים פועלת גם על פנים בתנועה:

https://youtu.be/kKaU6JFRu5g


כך פועלת טכנולוגיית זיהוי הפנים בתוכנה:

https://youtu.be/X7_ojlEXnWc


אפליקציות רבות משתמשות ביכולת זיהוי פנים:

https://youtu.be/NiKc1z4kOMM


זה מאפשר לענקיות רשת ומסחר לזהותכם ולגופי ביטחון למנוע פשעים וטרור, לאפשר כניסה למתחמים ועוד:

https://youtu.be/wve5JWX7yoc


והרצאת וידאו מעולה על ראיית מכונה שתסייע לכבדי ראיה לראות (מתורגם):

https://youtu.be/c-0ckmzlypA?long=yes


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.