Investigación y desarrollo de un sistema de reconocimiento biométrico mediante dispositivos ponibles (Wearables)

Abstract

El continuo aumento en el mercado de los dispositivos portátiles ha ido acompañado de una mejora en las capacidades y sensores incorporados a ellos. Por esta razón, su uso y el trabajo relacionado van más allá del seguimiento de la actividad o para complementar un teléfono inteligente. En el presente proyecto se va a trabajar con una biometría emergente basada en las características del comportamiento del ser humano que permite verificación no intrusiva, continua, fácil de conseguir y difícil de robar o falsificar. El objetivo principal es determinar si el uso de los sensores presentes en los dispositivos ponibles puede permitir o no la verificación biométrica de personas mediante su forma de caminar y proponer un sistema de reconocimiento para su propósito. Ya existen trabajos en el tema que serán usados como referencia, pero la gran mayoría utilizan IMUs (Unidades de Medida Inercial) construidas de manera específica o dispositivos comerciales no portátiles para simularlos como, por ejemplo, el mando deWii. Aquí se utiliza un reloj y una pulsera inteligente, ambos dispositivos comerciales. Este trabajo es una continuación de trabajos previos ya realizados por el grupo de investigación, en los que se desarrolló el sistema móvil de captura de datos, se obtuvo un corpus con el que trabajar y se realizó un análisis profundo de dichos datos, demostrando la existencia de periodicidad y proponiendo un sistema de reconocimiento que se utilizará como partida. Aquí, se van a adquirir nuevos datos y el estudio se va a centrar en la construcción de un sistema automático de limpieza de la señal, un análisis de distintas técnicas de aprendizaje automático ajustando las técnicas de preprocesamiento y diversos parámetros de interés que ayuden a la construcción de un sistema final. Se han logrado resultados muy buenos, no publicados anteriormente, sobre 32 usuarios, coincidiendo en los dos dispositivos comerciales distintos probados. También se demostrará que es irrelevante la mano utilizada para llevar el dispositivo. Todo ello muestra líneas interesantes para futuras investigaciones.

The continuous increase in the wearable device market has been accompanied by an improvement in the capabilities and sensors incorporated to them. For this reason, their use and related work go beyond activity tracking or for complementing a smartphone. In this project we will work with an emerging biometrics based on the characteristics of human behavior that allows an unobtrusive, continuous, easy to obtain and di cult to steal or falsify verification. The main objective is to determine if the use of the sensors present in the wearable devices can allow or not the biometric verification of people by their gait and to propose a recognition system for this purpose. There are already works on the subject that will be used as a reference, but the great majority use specifically built IMUs (Inertial Measurement Units) or commercial non-wearable devices to simulate them, e.g., Wii Remote. A smart watch and bracelet are used here, both commercial devices. This work is a continuation of previous works already carried out by the research group, in which the mobile data capture system was developed, a corpus was obtained to work with and a deep analysis of data was carried out, demonstrating the existence of periodicity and proposing a recognition system that will be used as a starting point. Here, new data will be acquired and the study will focus on the construction of an automatic signal cleaning system, an analysis of di erent machine learning techniques adjusting the pre-processing techniques and various parameters of interest that help the building a final system. Interesting outcomes not previously reported have been achieved on 32 users, coinciding on the two di erent commercial devices tested. The hand used to carry the device will also be shown to be irrelevant. All this shows interesting lines for future research.