1
神奇的基因工程
1.4.11 人类指纹图的妙用

人类指纹图的妙用

指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路。指纹能使手在接触物件时增加摩擦力,从而更容易发力及抓紧物件。是人类进化过程式中自然形成的。目前尚未发现有不同的人拥有相同的指纹,所以每个人的指纹也是独一无二。指纹由遗传影响,由于每个人的遗传基因均不同,所以指纹也不同。然而,指纹的形成虽然主要受到遗传影响,但也有环境因素,当胎儿在母体内发育3~4个月时,指纹就已经形成,但儿童在成长期间指纹会略有改变,直到青春期14岁左右时才会定型。在皮肤发育过程中,虽然表皮、真皮,以及基质层都在共同成长,但柔软的皮下组织长得比相对坚硬的表皮快,因此会对表皮产生源源不断的上顶压力,迫使长得较慢的表皮向内层组织收缩塌陷,逐渐变弯打皱,以减轻皮下组织施加给它的压力。如此一来,一方面使劲向上攻,一方面被迫往下撤,导致表皮长得曲曲弯弯,坑洼不平,形成纹路。这种变弯打皱的过程随着内层组织产生的上层压力的变化而波动起伏,形成凹凸不平的脊纹或皱褶,直到发育过程中止,最终定型为至死不变的指纹。有人说骨髓移植后指纹会改变,那是不对的。除非是植皮或者深达基底层的损伤,否则指纹是不会变的。

img45

指 纹

指纹,由于其具有终身不变性、唯一性和方便性,已几乎成为生物特征识别的代名词。由于每个人的指纹不同,就是同一人的十指之间,指纹也有明显区别,因此指纹可用于身份鉴定。其实,我国古代早就利用指纹(手印)来签押。1684年,植物形态学家Grew发表了第一篇研究指纹的科学论文。1809年Bewick把自己的指纹作为商标。1823年解剖学家Purkije将指纹分为九类。1880年,Faulds在《自然》杂志提倡将指纹用于识别罪犯。1891年Galton提出著名的高尔顿分类系统。之后,英国、美国、德国等的警察部门先后采用指纹鉴别法作为身份鉴定的主要方法。随着计算机和信息技术的发展,FBI和法国巴黎警察局于20世纪60年代开始研究开发指纹自动识别系统(AFIS)用于刑事案件侦破。目前,世界各地的警察局已经广泛采用了指纹自动识别系统。20世纪90年代,用于个人身份鉴定的自动指纹识别系统得到开发和应用。

现在的计算机应用中,包括许多非常机密的文件保护,大都使用“用户ID+密码”的方法来进行用户的身份认证和访问控制。但是,如果一旦密码忘记,或被别人窃取,计算机系统以及文件的安全问题就受到了威胁。

随着科技的进步,指纹识别技术已经开始慢慢进入计算机世界中。目前许多公司和研究机构都在指纹识别技术领域取得了很大突破性进展,推出许多指纹识别与传统IT技术完美结合的应用产品,这些产品已经被越来越多的用户所认可。指纹识别技术多用于对安全性要求比较高的商务领域,而在商务移动办公领域颇具建树的富士通、三星及IBM等国际知名品牌都拥有技术与应用较为成熟的指纹识别系统,下面就对指纹识别系统在笔记本电脑中的应用进行简单介绍。

img46

指纹考勤机

众所周知,在两年前就有部分品牌的笔记本采用指纹识别技术用于用户登录时的身份鉴定,但是,当时推出的指纹系统属于光学识别系统,按照现在的说法,应该属于第一代指纹识别技术。光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层(死性皮肤层),所以只能够扫描手指皮肤的表面,或者扫描到死性皮肤层,但不能深入真皮层。

在这种情况下,手指表面的干净程度,直接影响到识别的效果。如果,用户手指上粘了较多的灰尘,可能就会出现识别出错的情况。并且,如果人们按照手指,做一个指纹手模,也可能通过识别系统,对于用户而言,使用起来不是很安全和稳定。

发展到今天,富士通和IBM等国际领先品牌的笔记本电脑开始采用第二代指纹识别系统,改变以前指纹识别容易出错和不稳定的缺点。新一代的指纹系统采用了电容传感器技术,并采用了小信号来创建山脉状指纹图像的半导体设备。指纹识别器的电容传感器发出电子信号,电子信号将穿过手指的表面和死性皮肤层,而达到手指皮肤的活体层(真皮层),直接读取指纹图案,从而大大提高了系统的安全性。