Biotunnisteeksi sopii vaikka verisuonten kuvio tai ominaishaju, mutta kätevin kohde on kasvot.

Biotunnisteeksi sopii vaikka verisuonten kuvio tai ominaishaju, mutta kätevin kohde on kasvot. 

Julkaistu Tiede-lehdessä 3/2013

Teksti: Petri Forsell

Biotunnistus tarkoittaa ihmisen henkilöllisyyden varmistamista henkilökohtaisista ominaisuuksista. Siihen sijoitetaan yhä enemmän rahaa ja resursseja. Ala kasvaa yli 20 prosenttia vuosittain, ja siinä pyörii  kymmenisen  miljardia euroa.

Viranomaisten biometriset rekisterit pullistuvat nekin. Lähes kaikkien aikuisikäisten suomalaisten sormenjäljet on rekisteröity vuosikymmenen loppuun mennessä. Sormenjälki on yleisin tunniste, koska se on halpa, useimmiten riittävän luotettava ja oikeusistuimissakin hyväksytty. Sillä on kuitenkin puutteensa.

Sormenjäljet voivat heiketä lukukelvottomiksi ikääntymisen vuoksi. Sormenjälkien asiantuntija, entinen rikospaikkatutkija Kasey Wertheim on törmännyt tapauksiin, joissa lääkitys on tuhonnut sormenjäljet. Hänen mukaansa myös eräät ammatit hävittävät ne: toimistopaperi hioo sihteerien sormet sileiksi yhtä tehokkaasti kuin karkeat tiilet muurarien näpit.

Vanhimpia lukulaitteita pystyy hämäämään kopioimalla sormenjäljen läpinäkyvälle kalvolle. Uudet skannerit tunnistavat sormen lämmön ja sydämen sykkeen.

Tulevaisuudessa sormenpäätä ei tarvitse välttämättä esitellä lukuikkunalle. Riittää, kun näyttää kätensä kameralle, joka ottaa kaksi puolentoista megapikselin digikuvaa. Kuvissa valoaalto polarisoidaan eli suodatetaan niin, että toisessa aallot ovat pystysuorassa ja toisessa vaakatasossa. Kun kuvat yhdistetään, saadaan tieto ihon uurteiden muodoista ja korkeuseroista. Temppu onnistuu nykyään vajaan kahden metrin päästä, mutta lähivuosina lukuetäisyys kymmenkertaistuu.

Pää, olkapää, peppu, polvet

Sormenjälkiin perustuvan henkilöimisen rinnalle tai tilalle on tarjolla monia mahdollisia tekniikoita. Biotunnisteeksi käy melkein mikä vain yksilöllinen ominaisuus: korvan tai nenän muoto, kynnen uurteet, hikihuokosten sijainti, verisuonten kuvio tai ihmisen ominaishaju. Tapa seistä tai liikkua tai kirjoittaa tietokoneella ovat nekin kaikki tunnistuskelpoisella tavalla yksilöllisiä.

Tulevat tekniikat keskittyvät päähän ja kasvoihin. Ne sopivat henkilöllisyyden varmenteeksi siksikin, että 1 – 3 prosentilta ihmisistä puuttuu sormia, silmiä ja korvia, mutta pää ja kasvot on sentään jokaisella.

Kamera erottaa aidon

Ihmiset tunnistavat toisensa yleensä kasvoista. Konekin oppii yhdistämään kasvot tiettyyn henkilöön, kunhan sillä on kuva, josta mitata muun muassa silmien ja nenän leveys sekä silmien ja leuan kärjen eli niin sanotun T-alueen mitat. Yhteensä mittauspisteitä on noin 80.

Alkuperäinen valokuva muutetaan kolmiulotteiseksi. Ohjelman muistissa on yleispätevä kasvojen malli, ikään kuin piirteetön naamio. Tietokone arvioi kuvan perusteella, kuinka paljon nenä ulkonee tai mikä on silmäkuopan syvyys verrattuna malliin. Muistiin ei kuitenkaan varastoida kuvia vaan niiden pohjalta laskettuja lukusarjoja ali algoritmeja. Kun ihminen halutaan tunnistaa, hänestä otetaan uusi kuva ja siitä lasketaan algoritmi, jota kone vertaa muistissaan oleviin numerosar­joihin.

Kolmiulotteisen mallinnuksen ansios­ta riittää, vaikka kasvoista näkyisi vain pieni osa. Ohjelmat ymmärtävät myös, että yhdessä kuvassa naurava ihminen voi olla sama kuin toisessa kuvassa itkevä henkilö. Konetta ei hämää naamioituminenkaan: kasvojen mittoja ei voi muuttaa, ja laitteet erottavat tekonenät ja keinoihon aidoista.

Kamerat, tietokoneet ja laskentaohjelmat ovat kaikki parempia kuin pari vuotta sitten. Kasvotunnistuksen luotettavuus on parantunut ainakin viidenneksellä vajaassa vuosikymmenessä. Silti tarvitaan vielä  kehitystyötä, että tietokoneet oppivat ymmärtämään myös mikroilmeitä eli hyvin pieniä kasvojen liikkeitä. Toistaiseksi kameroiden vajavainen erottelukyky ja laskentaohjelmien  epätarkkuus hävittävät liikaa tietoa, konetunnistuksen arvostetuimpiin asiantuntijoihin kuuluva hollantilainen Maja Pantic arvioi tuoreessa tutkimuksessaan.

Mihinkään ei pääse piiloon

Katuja ja liikenneasemia kuvaavat valvontakamerat voivat tulevaisuudessa löytää väkijoukosta ihmisiä, joita joku kaipailee: rikoksesta epäiltyjä, eksyneitä muistisairaita tai kodistaan karanneita nuoria. Moni ei edes huomaa tulleensa tunnistetuksi.

Etäidentifiointi kiinnostaa ymmärrettävästi sotilaita ja poliiseja, mutta myös lentokenttiä, huvipuistoja ja muita, jotka käsittelevät suuria ihmisjoukkoja.

Etätunnistus voi onnistua, vaikka tunnistettavaa ei edes näkisi. Tutkasäde voi osua satojen metrien päästä ja seinien läpi. Kun säde palaa antenniin, aallonpituuden muutoksista voi laskea sydämenlyöntien ja hengityksen rytmin sekä henkilön asennon ja liikkumistyylin. Yksittäinen tunniste voi olla heikko, mutta useiden ominaisuuksien yhdistelmä osuu todennäköisemmin oikeaan.

Suuri osa biotunnistuksesta korvaa tulevaisuudessa nykyisiä kulkulupia, kortteja ja lippuja. Vielä tärkeämpää käyttöä luotettavalle tunnistukselle löytyy terveydenhuollosta. Kun kansalaisen ter veystiedot kootaan yhteen tietokantaan, on hoitotilanteessa olennaista varmistaa, että oikeat tiedot ja oikea ihminen kohtaavat.

Suomessa asiasta on jo säädetty laki. Se jättää määrittelemättä, millä tekniikalla tunnistaminen pitää tehdä, mutta arvata voi, että siihen käytetään kännykkää. Lääkärin vastaanotolla kännykkä voi hyväksyä ääninäytteen, skannata sormenjäljen, kuvata  silmän tai vaikka mitata käyttäjän aivosähkökäyrän tunnisteeksi serverille, joka avaa tarvittavat tiedostot.

Puhelin voi myös tietää, onko se oikean henkilön taskussa. Tunnistus perustuu tapaan, jolla ihminen liikkuu. Ja kun luuri on korvalla, se voi kuunnella sydämenlyöntejä tai korvan äänimaisemaa eli otoakustiikkaa, joka sekin on jokaisella ihmisellä ainutlaatuinen.

Petri Forsell on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Köyhätkin saavat henkilöllisyyden

Perinteisten henkilötodistusten korvautuminen biotunnisteilla voi vaikuttaa valtavasti maailman talou­teen. Ihmiskunnan köyhimmillä jäsenillä on miljardien arvoinen omaisuus maapalstoissa ja rakennuksissa, mutta henkilöpaperien puutteen vuoksi he eivät voi varmistaa omistusoikeuttaan saati saada lainoja tilojensa kehittämiseen ja lastensa kouluttamiseen.

Biotunnisteen ansiosta sadat miljoonat ihmiset saavat luotettavan henkilöllisyyden lähivuosina. Intiassa silmiin ja sormiin perustuva biometrinen henkilötodistus on jo joka kuudennella, ja tämän sekä ensi vuoden aikana määrä kolminkertaistuu. Somaliassa biotunniste on mahdollistanut ensimmäisen pankin perustamisen. Pankilla ei ole lainkaan konttoreita, vaan asiointi tapahtuu biometrisen henkilökortin avulla puhelimessa.

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25765
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.