Новый ультразвуковой сенсор фиксирует трехмерное изображение поверхности пальца, а также верхнего слоя подкожной ткани, что повышает эффективность биометрической идентификации, а также уровень безопасности смартфонов и других устройств.


Объявление Apple об использовании сканера отпечатка пальцев в своем новом iPhone 5s в 2013 году сразу вызвало ряд вопросов касательно безопасности и точности такого сканирования. Однако, в конечном счете, пользователи остались довольны новой возможностью, которая постепенно стала появляться в смартфонах других производителей.

Стоить отметить, что во всех случаях, емкостные сенсоры, используемые в нынешнем поколении мобильных устройств, подвержены серьезным проблемам с безопасностью. Например, такой сканер можно легко обмануть, приложив к нему распечатанное на бумаге изображение отпечатка пальца.  Кроме этого возникают проблемы при распознавании узора на загрязненном или влажном участке кожи.

По словам Дэвида А. Хорсли, Профессора Калифорнийского университета в городе Дейвис, использование паролей для смартфонов вызывало ряд проблем с их безопасностью, поэтому применение биометрических технологий в качестве альтернативы было вполне ожидаемым. Совместно со своими коллегами, Хорсли разработал решение этих проблем, которое заключалось в применении ультразвуковых волн, проникающих в глубинный слой кожи для объемного отображения всех неровностей на поверхности пальца, а также тонкого слоя подкожной ткани.

в тему: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОМЕТРИИ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ ПЛАТЕЖЕЙ

В основе нового сканера отпечатков пальцев лежит уменьшенный в размерах медицинский ультразвуковой аппарат. По сути, это миниатюрный ультразвуковой сканер, который потребляет мало энергии (1.8 В) и имеет все перспективы для эффективного применения в смартфонах и  планшетах.

Еще в 2007 году, исследователи разработали ряд пьезоэлектрических микромеханических ультразвуковых преобразователей (PMUT). Впоследствии выяснилось, что новую технологию можно эффективно использовать для сканирования отпечатков пальцев. Ученые встроили преобразователи PMUT в микросхему. Туда же была интегрирована еще одна микроэлектромеханическая система (MEMS), которая применяется в современных смартфонах для эффективной работы микрофонов, гироскопов и акселерометров.

Unknown

По словам Хорсли, микросхема размещена на двух полупроводниковых пластинах. На первой находится система MEMS, обеспечивающая передачу ультразвукового сигнала, а вторая отвечает за обработку сигнала. Пластины соединены вместе, причем на ультразвуковые преобразователи наложена только часть MEMS. Процедура сканирования отпечатков пальцев аналогична работе медицинских ультразвуковых аппаратов. Преобразователи излучают ультразвуковые импульсы, а затем воссоздают поверхность пальца в трехмерном объеме.

Новая технология способна обеспечить более высокий уровень безопасности, обойти который будет в разы сложнее, что очень важно, учитывая распространение тенденции мобильных платежей.

Есть все основания полагать, что новая технология будет доступна по цене, так как она имеет низкую себестоимость благодаря использованию методов крупносерийного производства. Более подробные  результаты исследования опубликованы в последнем номере Applied Physics Letters.