Robusteciendo las biometrías del movimiento de la mano mediante la síntesis de su timbre usando métodos computacionales y robóticos (bioTIMBRE)

HIPÓTESIS DE PARTIDA

Las hipótesis de partida de este proyecto son:

Hipótesis 1: Los ataques perpetrados con muestras sintéticas a sistemas biométricos conductuales son factibles y representan un riesgo para la integridad de recintos. Sin embargo, estos ataques son detectables con técnicas de reconocimiento de patrones o las basadas en aprendizaje profundo.

Hipótesis 2: Modelar el timbre del movimiento de la mano crea muestras sintéticas con mayor naturalidad. Hasta ahora se ha modelado las regularidades del movimiento de la mano, pero les falta naturalidad. Sin embargo, en movimientos de la mano digitalizados tales como la escritura, gestos o firmas en 3D y 3D, se observan patrones irregulares. A los segundos los hemos llamado timbre del movimiento de la mano.

Hipótesis 3: El timbre consta de diversas componentes. En una primera aproximación, consideraremos que son aditivas. Cada una requiere técnicas específicas de modelado. Por un lado, está el modelado matemático del error de convergencia; por otro, el modelado mediante técnicas estadísticas no lineales. Por último, se aborda el modelado de los artefactos de los sensores que registran el movimiento. Durante el desarrollo del proyecto, podrían surgir más componentes o notar que la relación entre ellas no es aditiva.

Hipótesis 4: La generación del timbre ayudará a comprender mejor los procesos subyacentes de generación del movimiento y permitirá aplicarlo a otras aplicaciones de salud, escolar, deporte, ocio o ganadería, como se ha realizado en los anteriores proyectos (PID2019) mejorando su robustez y eficiencia.

OBJETIVOS GENERALES

- O1. Síntesis del timbre del movimiento de la mano 2D y 3D. Este objetivo se centra en mejorar la naturalidad de los movimientos sintéticos de la mano en 2D y 3D y su integración en la algorítmica de síntesis desarrollada en los anteriores proyectos.

- O2. Mejorar la seguridad de los detectores. Este objetivo cubre el desafío de la prueba de Turing inverso, donde un sistema de seguridad biométrica basado en el movimiento de la mano debe distinguir entre un movimiento humano y uno generado por una máquina.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- OE1. Identificación y modelado del timbre neuromotor. En los proyectos anteriores (TEC2016, PID2019) se desarrolló un modelo analítico en 2D y 3D, fundamentado en la teoría cinemática de los movimientos rápido. Este modelo se sustenta en el teorema del límite central. Se supone que el error de convergencia inherente a este teorema contribuye al timbre del movimiento. Responsable: IP2.

- OE2. Identificación y modelado del timbre del sensor. Otra componente del timbre son las irregularidades en la digitalización debido a la discretización de la adquisición del sensor. Para su categorización, se emplearán brazos robóticos capaces de reproducir movimientos sintéticos sin timbre con precisión milimétrica. Se espera que la observación del movimiento registrado ya sea sobre el mismo sensor o sobre diferentes sensores, contenga componentes de timbre derivados únicamente del sensor. Responsable: IP1.

- OE3. Detectores de movimiento sintético con aprendizaje máquina y profundo. Se estudiarán los límites de los detectores del estado del arte con algoritmos basados en aprendizaje máquina y profundo para 2D y 3D. Responsable: IP1.

- OE4. Aplicación del timbre de los movimientos de la mano en otros movimientos. Los modelos de timbre obtenidos se pretenden aplicar a mejorar los desarrollos en salud, educación, deporte y ganadería (PID 2019). La síntesis de movimiento tiene diversos fines. Nosotros hemos estudiado la calidad de escritura en pacientes con enfermedades neurodegenerativas, detectar la edad de niños mediante el movimiento, rehabilitación, aplicaciones biomédicas y explorar el estado motor de animales. Responsable: IP2.

- OE5. Aumentar, estabilizar y mejorar la cohesión de la colaboración internacional del consorcio del presente proyecto. Responsable: IP1.

Difusión

Radio Television Canaria

Telenoticias Fin de semana de la Televisión Canaria

Ver vídeo

Buenos días Canarias, de Informativos de la televisión Canaria

Ver vídeo

The Conversation