O que é biometria? (facial, impressão digital e mais)

Introdução

A biometria consiste em toda metodologia ou tecnologia que permite que uma pessoa seja identificada a partir de suas características físicas. Como nenhum humano é igual a outro, analisar aspectos físicos únicos e intransferíveis tem sido uma solução cada vez mais comum em circunstâncias que requerem o reconhecimento do indivíduo.

Hoje, o mercado conta com vários tipos de tecnologias biométricas: reconhecimento facial, reconhecimento de voz, impressão digital, leitura da íris, entre outros. Conheça as principais modalidades a seguir. Se preferir, acesse diretamente o link do tópico de seu interesse:

- Conceito de biometria
- Tipos de biometria
- Leitura de impressão digital
- Reconhecimento facial
- Reconhecimento de voz
- Leitura de íris ou retina
- Geometria da mão
- Leitura das veias da mão

Conceito de biometria

A palavra biometria é oriunda da combinação dos termos gregos bios (vida) e metron (medida). No sentido mais amplo, a expressão diz respeito à medição de aspectos físicos, biológicos e até comportamentais de seres vivos.

Porém, nos dias atuais, convencionou-se considerar a biometria como o emprego de todo e qualquer método tecnológico que permite o reconhecimento de um indivíduo humano.

Esse reconhecimento visa distinguir o indivíduo de outros no meio em que ele está inserido. A partir daí, é possível permitir ou negar determinada ação ou recurso a essa pessoa.

Por exemplo, a biometria pode ser usada em sistemas de controle para identificar e liberar os alunos que podem ingressar no prédio de uma faculdade. Da mesma forma, a biometria pode ser empregada por uma empresa de TI para reconhecer os funcionários autorizados a acessar um sistema de Big Data.

Leitor de impressões digitais em um notebook
Leitor de impressões digitais em um notebook

Tipos de biometria

As possibilidades de uso da biometria são numerosas. Como os humanos têm características físicas e biológicas únicas — nenhuma pessoa tem impressões digitais ou olhos exatamente iguais aos de outros indivíduos, por exemplo —, utilizar essas diferenças como parâmetros de identificação é uma prática cada vez mais comum para os mais diversos fins.

Mas não há um sistema único. Na verdade, as tecnologias de reconhecimento biométrico são variadas e específicas para características físicas diferentes. A seguir, você conhecerá os tipos de biometria mais comuns.

Leitura de impressão digital

A impressão digital corresponde às pequenas elevações (papilas) na pele da ponta dos dedos que formam conjuntos de linhas únicos. Esses conjuntos não se repetem em outros dedos, tampouco em outras pessoas. Por esse motivo, as impressões digitais podem e são usadas para identificar indivíduos.

No Brasil, por exemplo, a impressão digital deve estar presente no RG (Registro Geral) e pode ser usada no lugar de uma assinatura por pessoas analfabetas.

Nos sistemas computacionais, a leitura de impressão digital se tornou o tipo de biometria mais usado no mundo, em parte, graças aos smartphones: hoje, a maioria dos celulares conta com leitor de impressão digital. Em alguns modelos, esse mecanismo é integrado à tela do aparelho.

Basicamente, a impressão digital é usada nos smartphones para permitir que o usuário desbloqueie o aparelho sem ter que digitar senha. A mesma função pode ser usada para autenticação em serviços, como login em um aplicativo de banco.

Diversas tecnologias podem ser usadas para fazer leitura de impressão digital. Alguns sistemas do tipo são baseados em leitores ópticos, que refletem luz em sensores para capturar as linhas da impressão digital e, em seguida, transformam a informação obtida em sinais eletrônicos.

Também há equipamentos baseados em sensores capacitivos, o mais comum em smartphones. Aparelhos do tipo usam corrente elétrica para capturar a impressão digital. As linhas e sulcos acabam correspondendo a correntes elétricas distintas em cada área do dedo, permitindo que o padrão formado a partir daí sirva para o reconhecimento da pessoa.

Há ainda leitores ultrassônicos, o tipo mais moderno. Aqui, a leitura é feita a partir de ondas ultrassônicas que são lidas por um receptor. As variações das leituras obtidas por conta das diferenças entre os pontos do dedo permitem uma captura bastante precisa da impressão digital.

Leitor de impressões digitais em um smartphone
Leitor de impressões digitais em um smartphone (o componente no centro)

No fim, o intuito é o mesmo: capturar a impressão digital da pessoa e compará-la com o "desenho" previamente registrado no sistema para checar se há correspondência. Se houver, o usuário recebe autorização para realizar a ação desejada.

Leitores de impressão digital podem ser encontrados em numerosos tipos de equipamentos, entre eles:

  • smartphones;
  • tablets;
  • notebooks;
  • catracas de acesso;
  • fechaduras eletrônicas;
  • caixas eletrônicos de bancos;
  • relógios de ponto;
  • cofres.

Reconhecimento facial

Ninguém tem o rosto igual ao de outra pessoa. Dois ou mais indivíduos podem ser muito parecidos na fisionomia, mas não são iguais. Gêmeos idênticos (univitelinos), por exemplo, não são realmente... idênticos. Uma pessoa pode ter dificuldades para distingui-los, mas um sistema de reconhecimento facial pode reconhecer as diferenças.

O reconhecimento facial consiste em meios de identificação biométrica que identificam pessoas a partir da medição e análise da forma e da estrutura de seus rostos.

Há vários métodos de reconhecimento, mas, de modo geral, tecnologias do tipo funcionam fazendo um mapeamento bidimensional (2D) ou tridimensional (3D) da face do indivíduo e comparando o resultado com os dados existentes em um banco de imagens.

Os níveis de precisão e confiabilidade desses sistemas variam de acordo com a sofisticação da tecnologia empregada. Muitas delas mapeiam tantos detalhes do rostos que possibilitam identificar uma pessoa nas mais diversas situações: com ou sem óculos, com o cabelo maior, com a cara inchada e por aí vai.

Técnicas que realizam mapeamento bidimensional são mais comuns, mas menos confiáveis. Elas fazem a identificação do indivíduo medindo altura e largura das características do rosto, mas esses detalhes podem sofrer variações por conta das condições de iluminação ou de ângulo, por exemplo.

Tecnologias que fazem mapeamento tridimensional do rosto são mais precisas porque contam com sensores que adicionam à medição parâmetros de profundidade do nariz, das curvaturas da face, dos olhos e assim por diante.

Em outras palavras, tecnologias de reconhecimento facial tridimensionais são mais confiáveis porque medem, além da distância entre pontos do rosto, a profundidade das características da face.

Sistemas 3D são encontrados em smartphones avançados, como os da linha iPhone (iPhone XR, iPhone 11 e outros), cuja tecnologia recebe o nome de Face ID.

Já sistemas 2D podem ser encontrados em dispositivos mais simples ou câmeras de monitoramento, por exemplo — embora eticamente questionável, o uso de reconhecimento facial em sistemas de vigilância tem crescido no mundo todo.

Reconhecimento facial em aeroporto
Reconhecimento facial em aeroporto (por CBP Photography / Donna Burton / Flickr)

Reconhecimento de voz

O reconhecimento de voz — ou, dependendo do contexto, reconhecimento de fala — se tornou muito popular por ser uma tecnologia diretamente associada a assistentes virtuais como Apple Siri, Google Assistente, Microsoft Cortana e Amazon Alexa.

Basicamente, esses assistentes reconhecem a fala do usuário para executar uma infinidade de ações, como informar as horas, programar o despertador do smartphone, realizar uma ligação, buscar uma receita na web, enviar uma mensagem e por aí vai.

Tecnologias de reconhecimento de voz também pode ser úteis para transcrever a fala do usuário (evitando que ele tenha que digitar um texto) e auxiliar pessoas com limitações físicas ou visuais na realização de determinadas tarefas, por exemplo.

Neste ponto, é importante ter ciência de que, embora frequentemente tratadas como sinônimos, reconhecimento de voz e reconhecimento de fala não são, necessariamente, conceitos equivalentes: o primeiro pode identificar o indivíduo que fala, enquanto o segundo é focado no reconhecimento daquilo que é falado.

Apesar disso, o uso de reconhecimento de voz exclusivamente para identificação biométrica não é tão comum quanto a impressão digital e o reconhecimento facial. A voz de uma pessoa pode ser imitida, por exemplo, o que exigiria captura de áudio de alta qualidade e técnicas de análise bastante sofisticadas para a identificação precisa do indivíduo.

De modo geral, o reconhecimento de fala é usado, às vezes de modo integrado ao reconhecimento de voz, para permitir a interação de uma pessoa com um sistema computacional. Além das assistentes virtuais já mencionadas, tecnologias do tipo são empregadas, por exemplo:

  • para permitir que o usuário interaja com o painel de um carro sem desviar a atenção do trânsito;
  • no treinamento de pronúncias em plataformas online de ensino de idiomas;
  • em centrais telefônicas de atendimento ao consumidor;
  • em sistemas de tradução de fala em tempo real, a exemplo dos aplicativos do Google Tradutor.

Essencialmente, o reconhecimento de voz — ou de fala — funciona quando a voz é capturada por um ou mais microfones e tem suas ondas analógicas transformadas em dados digitais que, posteriormente, podem ser analisados ou interpretados por diferentes sistemas.

Há tantos detalhes que precisam ser considerados nesse processo, como filtragem de ruído, sotaques, entonação e timbre, que as tarefas de reconhecimento de voz ou fala frequentemente só são possíveis graças à aplicação de algoritmos avançados de inteligência artificial.

Leitura de íris ou retina

Embora sejam pouco comuns na comparação com sistemas de impressão digital e reconhecimento facial, tecnologias biométricas baseadas na leitura da íris ou retina têm espaço há algum tempo em aplicações que requerem a identificação do indivíduo. A explicação está no fato de a íris e a retina terem traços únicos em cada pessoa.

Basicamente, a íris corresponde à parte colorida do olho. Ela é composta por fibras musculares que se contraem ou dilatam para controlar a captação de luz pelo olho, aumentando ou reduzindo o diâmetro da parte central, a pupila.

Nas tecnologias para leitura de íris, um sensor escaneia a estrutura dessa parte do olho para transformar esses dados em uma espécie de código único. Depois que essa informação for inserida em um banco de dados, basta compará-la com os resultados de cada procedimento de leitura posterior para comprovar a identidade de um indivíduo.

Leitura de íris em um celular Samsung
Leitura de íris em um celular (por Samsung)

Cada pessoa possui uma estrutura única de íris — as chances de dois indivíduos terem o mesmo padrão é praticamente nula. Essa estrutura não muda no decorrer da vida, razão pela qual a biometria por leitura de íris é considerada tão ou mais confiável que os outros métodos mencionados até aqui.

Por sua vez, a biometria por leitura da retina segue um princípio parecido, mas, como o nome deixa claro, direciona o escaneamento para o interior do olho: a retina corresponde a uma camada de tecido sensível à luz que fica localizada no fundo do órgão.

A retina possui um padrão de vascularização que, tal como a estrutura da íris, é único em cada pessoa e não muda com o passar do tempo, a não ser por influência de condições adversas. É por isso que a leitura de retina também é considerada um método biométrico confiável.

Apesar da confiabilidade, as tecnologias de biometria por íris e retina são menos populares que os métodos de impressão digital e reconhecimento facial devido a algumas possíveis desvantagens, como tempo de leitura mais demorado e exigência de que o usuário olhe fixamente para determinado ponto — na leitura de retina, esse ponto pode ser luminoso e, portanto, incomodar.

Geometria da mão

A medição da geometria da mão está entre os métodos de reconhecimento biométricos mais antigos que existem. Como o nome sugere, técnicas do tipo permitem a identificação do indivíduo com base base nas dimensões da sua mão.

Até certo ponto, a modalidade é semelhante a determinadas técnicas de reconhecimento facial, com a diferença óbvia de que, em vez de medidas do rosto, faz reconhecimento por meio da obtenção das dimensões da palma, dos dedos e das articulações da mão.

Máquina para leitura da geometria da mão
Máquina para leitura da geometria da mão (por Bayometric)

Sistemas de reconhecimento por geometria da mão costumam ser mais baratos e menos incômodos ao usuário, por isso, podem ser encontrados com certa facilidade em catracas de controle de acesso e em caixas eletrônicos de bancos, por exemplo.

Por outro lado, a leitura pode falhar se a pessoa se mexer ou posicionar a mão sobre o leitor de modo incorreto. Equipamentos do tipo costumam ter pinos justamente para indicar o posicionamento correto da palma da mão e de cada dedo sobre o leitor. Sistemas mais modernos podem dispensar esses pinos, no entanto.

Leitura das veias da mão

Também chamada de biometria vascular, a biometria por reconhecimento das veias da mão lembra a técnica abordada no tópico anterior, com a diferença de que, aqui, um sensor é capaz de analisar dimensões, formatos e disposição das veias da mão e dos dedos.

Assim como na retina (e várias outras partes do corpo), o padrão de formação das veias da mão é único em cada indivíduo, o que torna esse tipo de tecnologia bastante confiável para identificação pessoal.

O procedimento de leitura exige que o usuário posicione a mão aberta sobre um suporte para que o sensor faça o escaneamento. A composição do sangue, com destaque para a hemoglobina, permite que o leitor, ao disparar raios infravermelhos, consiga diferenciar as veias de músculos, articulações e ossos.

É necessário que a mão seja posicionada de maneira firme sobre o suporte por alguns instantes para que o procedimento de leitura funcione.

Conclusão

A biometria não é um conceito novo. Sabe-se, por exemplo, que características físicas das pessoas eram usadas para identificá-las no antigo Egito. Cicatrizes, cor dos olhos e arcada dentária estavam entre o parâmetros considerados.

Nas últimas décadas, o avanço tecnológico possibilitou que as características físicas pudessem ser usadas para a interação do homem com sistemas computacionais para fins de reconhecimento, autenticidade e validação de procedimentos.

Mas fica a dúvida: entre as tecnologias biométricas disponíveis atualmente, qual é a melhor? Depende. Todas as opções trazem vantagens e desvantagens. O que determina qual é melhor para cada aplicação são fatores como custo, eficácia e finalidade.

Por exemplo, tecnologias de impressão digital e reconhecimento facial são bastante adequadas para smartphones, tablets e notebooks, pois os sensores correspondentes podem ser instalados com relativa facilidade nesses dispositivos e usufruem do próprio hardware do equipamento para processamento das informações biométricas.

Já o reconhecimento por leitura de íris ou retina pode ser útil para reduzir o risco de contaminação em laboratórios ou hospitais, por exemplo, pois a pessoa não precisa tocar em nada para ser identificada.

Publicado em 11_04_2020. Atualizado em 11_04_2020.

Emerson Alecrim Autor: Emerson Alecrim
Graduado em ciência da computação, produz conteúdo sobre tecnologia desde 2001. É especializado em TI, dispositivos móveis, internet e negócios.
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