偽造できない生体認証技術の実現へ--パナソニックら、人工嗅覚センサ＋呼気センシングで個人認証

　パナソニックインダストリーは5月20日、東京大学大学院、九州大学大学院、名古屋大学大学院らによる研究グループが、生体呼気から得られる化学情報に基づく個人認証の原理実証に成功したと発表した。

　同研究では、16種類の高分子材料と導電性カーボンナノ粒子で構成される人工嗅覚センサを介して呼気センシングを行い、得られたデータ群を人工知能による機械学習を通して分析することで、20人の個人認証を97％以上の高精度で達成したという。

　生体認証は、人間の身体的特徴や行動的特徴を用いて個人認証を行う仕組みであり、パスワード認証やPIN認証に代わる簡便かつ、セキュリティの高い本人確認方法として、近年広く利用されている。

　これまでに、指紋、掌紋、顔、虹彩、網膜、指静脈、耳音響、声紋など、さまざまな特徴を利用した生体認証技術が開発されてきた。物理情報に基づくそれらの技術では、外傷などの身体的特徴の変化による認証精度の低下や、情報が偽造・窃取された際の長期的ななりすましのリスクといった課題が残されている。

　今回、原理実証に成功した生体ガスを介した生体認証技術は、生体ガスを構成する分子群の化学情報（各分子の種類やその多寡）に基づいて個人認証を行う新しいアプローチとなる。生体ガスは、内因性の成分を含む膨大な種類の分子群で構成されるため、外傷による変化や情報偽造がされにくく、一度使うと消費されるため窃取による長期的ななりすましが困難であるといった特徴がある。

　これは、従来の生体認証技術が抱える課題を、本質的に克服できる可能性を有していることになる。これまで、主に皮膚ガスを利用した個人認証の研究が行われてきたが、皮膚ガスに含まれる多くの分子群の濃度はppt〜ppbレベル（1兆分の1〜10億分の1レベル）と、化学センサの検出限界を大きく下回っている。このことから、個人認証に利用可能な分子の種類は限定的であり、同アプローチでの適用限界が示唆されてきた。

　そこで、皮膚ガスに対して構成する分子群の濃度が三桁程度高い呼気ガス（ppb〜ppmレベル：10億分の1〜100万分の1レベル）に着目。

　16種類の異なる性質を有する高分子材料と導電性カーボンナノ粒子の混合物から成る人工嗅覚センサを構築。呼気ガスの成分分析で得られた個人識別マーカー分子（検体を識別するための特徴となる分子）のセンシングを行い、呼気ガスの濃度範囲（2〜10ppb）で標的分子を検出可能であることを確認した。

　6名を対象に行った個人認証の実証実験では、平均97.8％の精度で個人を識別することに成功。別の日に呼気をサンプリングした場合や対象人数を20名に増やした場合の実証実験においても、同様に達成したという。

　加えて、データ分析に使用するセンサ数の増加に伴って識別精度・再現性が上昇する傾向も観測しており、同研究で得られた一連の知見は今後さらなる多人数の識別へ向けたセンサ開発の重要な指針になると期待している。