La mayor parte de las criaturas vivientes en nuestro planeta, son producto de más de 2 mil millones años de evolución.
Muchos investigadores de varias disciplinas aprovechan esta enorme experiencia evolutiva estudiando a los seres vivos o partes de éstos con el objeto de desarrollar sistemas análogos de utilidad para la sociedad; ya sea industrial, comercial o en el área de la salud. Esto es Biónica.
Debido a que el mundo viviente tiene elaborados y complejos medios de construcción, la Biomimética es la transferencia sistemática de conceptos y principios biológicos a la síntesis de materiales y ensamblaje de sus partes para la solución de problemas de ingeniería. Como la Biónica, que es el estudio de mecanismos estructurales y fisiológicos que subyace en las propiedades funcionales de plantas y animales para buscar elaborar análogos biológicos, la Biomimética estudia los conceptos de diseño de estructuras biológicas de la naturaleza, que logra hacer estructuras microscópicas y elaborar biomateriales. Es decir, la Biomimética estudia las técnicas naturales de manufactura de fibras superresistentes y biodegradables, de materiales multifuncionales, de fármacos mejorados, de robots superiores, de cerámicas a prueba de golpes, de plásticos, de varios químicos de uso en la ingeniería y una infinidad más.
lunes, 14 de mayo de 2007
INTRODUCCION A LA BIONICA
Hay que considerar la Biónica como una multidisciplina transversal a todas aquellas tradicionales, es decir, dado que en las disciplinas tradicionales e interdisciplinarias se pueden desarrollar sistemas e instrumentos aprovechando la riqueza tecnológica con que la Naturaleza ha dotado a todos los seres vivos y que éstos sistemas construidos por el hombre emulen los mecanismos, en menor ó mayor grado, de supervivencia de un ser o colonia de ellos para efectuar un trabajo industrial, social, científico, instrumental, etc. Están desarrollando Sistemas Biónicos.
CONCEPTOS GENERALES DE LA BIOMETRÍA
El termino biometría viene del griego "bio" que significa vida y "metría" que significa medida o medición, de acuerdo al diccionario de la real academia de la lengua española biometría es el estudio mensurativo o estadístico de los fenómenos o procesos biológicos, sin embargo más recientemente y para el tema que nos concierne el significado de biometría es el conjunto de métodos automatizados que analizan determinadas características humanas para identificar o autentificar personas.
La biometría aprovecha que hay ciertas características biológicas o conductuales singulares e inalterables, por lo que pueden ser analizados y medidos para crear una huella biométrica. Estas características son difíciles de perder, transferir u olvidar y son perdurables en el tiempo.
La biometría se soporta en siete pilares o conceptos básicos que son:
Universalidad: que tan común es encontrar este biométrico en los individuos.
Singularidad: que tan único o diferenciable es la huella biométrica entre uno y otro individuo.
Permanencia: que tanto perdura la huella biométrica en el tiempo de manera inalterable.
Recolectable: Que tan fácil es la adquisición, medición y almacenamiento de la huella biométrica.
Calidad: que tan preciso, veloz y robusto es el sistema en el manejo de la huella biométrica.
Aceptabilidad: Que tanta aprobación tiene la tecnología entre el público.
Fiabilidad: Que tan fácil es engañar al sistema de autenticación.
En la biometría se distinguen dos grupos de registros biométricos los fisiológicos o morfológicos y los conductuales.
Los biométricos morfológicos o fisiológicos son aquellos que se soportan sobre características físicas inalterables y presentes en la mayoría de los seres humanos tales como: huella dactilar, geometría de la mano, características del iris, patrones vasculares de la retina, mano, etc.En la biometría hay tres términos de uso muy frecuente que son reconocimiento, verificación e identificación, cada uno de estos términos que a simple vista parecen muy similares, tienen significados muy diferentes.
Reconocimiento es un término genérico que no implica por defecto una verificación o identificación de un individuo. Todos los sistemas biométricos realizan reconocimiento para "distinguir de nuevo" una persona que se ha ingresado previamente al sistema.
Verificación: Es una tarea de los sistemas biométricos que busca confirmar la identidad de un individuo que la reclama comparando una muestra biométrica con la plantilla biométrica previamente ingresada al sistema.
Identificación: es una tarea donde los sistemas biométricos buscan determinar la identidad de un individuo. El dato biométrico es tomado y comparado contra las plantillas en la base de datos, la identificación puede ser cerrada (si se sabe que la persona existe en la base de datos) o abierta (si no se sabe con certeza si la persona existe en la base de datos), la identificación abierta también es llamada watchlist.
Partiendo de las definiciones anteriores sabemos que hay tres formas para comparar la muestra biométrica, la comparación uno a uno (Verificación), la comparación uno a muchos (Identificación cerrada) y la comparación uno a pocos que es una mezcla de los dos primeros (identificación abierta o watchlist).
Verificación: En el proceso de comparación uno a uno, el usuario presenta su(s) dato(s) biométrico(s) y este se compara con la plantilla biométrica almacenada en una base de datos o en un dispositivo portátil, verificando si hay o no coincidencia para esa identidad en la referencia establecida.Identificación cerrada: En el proceso de comparación uno a muchos, el usuario presenta su(s) dato(s) biométrico(s) y el dato biométrico se compara contra la base de datos, donde se sabe que existe, buscando la identidad más probable del usuario.
Identificación abierta: es un proceso hibrido entre la verificación y la identificación cerrada, donde la persona no reclama una identidad específica, entonces se compara contra toda la base de datos para verificar si existe en la base de datos, una vez se verifica que posiblemente existe, dentro de las coincidencias más probables, determina quién es el usuario.
Para la toma de decisiones el resultado de cualquiera de las comparaciones que se hagan puede presentar una de tres posibilidades dependiendo la puntuación que se alcance en la comparación de la plantilla y el dato biométrico y del umbral que se le haya dado al sistema; las tres posibles alternativas son:
Hay correlación: es decir que al comparar el dato biométrico capturado con la(s) plantilla(s) almacenada(s) la puntuación esta dentro de los umbrales de coincidencia.
No hay correlación: es decir que al comparar el dato biométrico capturado con la(s) plantilla(s) almacenada(s) la puntuación esta fuera de los umbrales de coincidencia.
Imposibilidad de alcanzar conclusión definitiva: es decir que hay falta de información para poder hacer una comparación adecuada.
La precisión de un sistema biométrico esta determinado por una serie de pruebas, que están divididas en tres categorías tecnología, escenario y operacional y para su evaluación se consideran varios conceptos que se pueden generalizar en dos conceptos la probabilidad de que alguien autorizado sea rechazado y la probabilidad de que alguien no autorizado sea aceptado, el termino a usar varía, a grandes rasgos, dependiendo el tipo de comparación que se haga y en que categoría se haga la evaluación.
Los términos más comúnmente observados son los siguientes:
La Tasa de falsa aceptación: (FAR – False Acceptance Rate) Es una estadística que muestra la actuación del biométrico, típicamente cuando opera en la tarea de verificación. En general entre más bajo sea el valor de la tasa de falsa aceptación, más alto es la precisión del sistema biométrico. En esta tasa se muestra el porcentaje de número de veces que el sistema produce una falsa aceptación. Es decir cuando un individuo es identificado como usuario de manera incorrecta. Este valor debe ser lo suficientemente bajo como para que no se impida el ingreso a los usuarios, pero no tanto que permita el ingreso de personal no autorizado. El valor depende de lo sensible del área o sistema a proteger y de la necesidad del usuario. A nivel de fabricantes la mayoría tienen esta tasa entre el 0.0001% y el 0.1%. La tasa dada normalmente asume intentos pasivos del impostor.
FAR= PR x FMR x (1-FTA)
Tasa de Falso Rechazo (FRR - False Reject Rate): La probabilidad de que un dispositivo rechace una persona autorizada. Comercialmente su valor varía entre el 0.00066% y el 1%.
FRR=FTA+(1-FTA)x BER +(1-FTA)x(1-BER)x FNMR
El punto de intersección entre la tasa de falsa aceptación y la tasa de falso rechazo se conoce como la tasa de error igual (EER - Equal Error Rate), algunas veces se llama tasa de error cruzada (CER – Crossover Error Rate).Es una estadística que muestra la actuación del biométrico, típicamente cuando opera en la tarea de verificación. En general entre más bajo sea el valor de la tasa de error igual, más alto es la precisión del sistema biométrico.Otros términos utilizados son:
Tasa de Falsa alarma: (False Alarm Rate) Una estadística usada para medir la calidad del biométrico cuando opera en el modo de identificación abierta (watchlist ó comparación uno a pocos). Este es el porcentaje de veces que una alarma suena incorrectamente en un individuo que no esta en el sistema de la base de datos (el sistema alarma en Carlos cuando Carlos no esta en la base de datos), o una alarma suena pero la persona incorrecta es identificada (el sistema alarma en Edgar cuando Edgar esta en la base de datos, pero el sistema piensa que Edgar es Carlos).
Tasa de falsa coincidencia: (FMR - False Match Rate) La probabilidad de que un sistema biométrico identifique incorrectamente un individuo o que falle para rechazar un impostor. Alternativa a Tasa de falsa aceptación (FAR).
Tasa de falsa no-coincidencia: (FNMR - False Non-Match Rate) es parecida a la tasa de falso rechazo (FRR), con la diferencia de que la FRR incluye la tasa de falla para capturar el error (Failure to Adquire error rate).
Error tipo I: Este tipo de error ocurre en una prueba estadística cuando una reclamación valida es rechazada. Es decir cuando falla al rechazar una reclamación valida. Por ejemplo Claudia reclama ser Claudia, pero el sistema niega el reclamo de manera incorrecta.
Error Tipo 2: Este tipo de error ocurre en una prueba estadística cuando una reclamación falsa es aceptada. Es decir cuando falla al aceptar una reclamación falsa. Por ejemplo Erika reclama ser Sandra y el sistema acepta el reclamo de manera incorrecta.
La biometría aprovecha que hay ciertas características biológicas o conductuales singulares e inalterables, por lo que pueden ser analizados y medidos para crear una huella biométrica. Estas características son difíciles de perder, transferir u olvidar y son perdurables en el tiempo.
La biometría se soporta en siete pilares o conceptos básicos que son:
Universalidad: que tan común es encontrar este biométrico en los individuos.
Singularidad: que tan único o diferenciable es la huella biométrica entre uno y otro individuo.
Permanencia: que tanto perdura la huella biométrica en el tiempo de manera inalterable.
Recolectable: Que tan fácil es la adquisición, medición y almacenamiento de la huella biométrica.
Calidad: que tan preciso, veloz y robusto es el sistema en el manejo de la huella biométrica.
Aceptabilidad: Que tanta aprobación tiene la tecnología entre el público.
Fiabilidad: Que tan fácil es engañar al sistema de autenticación.
En la biometría se distinguen dos grupos de registros biométricos los fisiológicos o morfológicos y los conductuales.
Los biométricos morfológicos o fisiológicos son aquellos que se soportan sobre características físicas inalterables y presentes en la mayoría de los seres humanos tales como: huella dactilar, geometría de la mano, características del iris, patrones vasculares de la retina, mano, etc.En la biometría hay tres términos de uso muy frecuente que son reconocimiento, verificación e identificación, cada uno de estos términos que a simple vista parecen muy similares, tienen significados muy diferentes.
Reconocimiento es un término genérico que no implica por defecto una verificación o identificación de un individuo. Todos los sistemas biométricos realizan reconocimiento para "distinguir de nuevo" una persona que se ha ingresado previamente al sistema.
Verificación: Es una tarea de los sistemas biométricos que busca confirmar la identidad de un individuo que la reclama comparando una muestra biométrica con la plantilla biométrica previamente ingresada al sistema.
Identificación: es una tarea donde los sistemas biométricos buscan determinar la identidad de un individuo. El dato biométrico es tomado y comparado contra las plantillas en la base de datos, la identificación puede ser cerrada (si se sabe que la persona existe en la base de datos) o abierta (si no se sabe con certeza si la persona existe en la base de datos), la identificación abierta también es llamada watchlist.
Partiendo de las definiciones anteriores sabemos que hay tres formas para comparar la muestra biométrica, la comparación uno a uno (Verificación), la comparación uno a muchos (Identificación cerrada) y la comparación uno a pocos que es una mezcla de los dos primeros (identificación abierta o watchlist).
Verificación: En el proceso de comparación uno a uno, el usuario presenta su(s) dato(s) biométrico(s) y este se compara con la plantilla biométrica almacenada en una base de datos o en un dispositivo portátil, verificando si hay o no coincidencia para esa identidad en la referencia establecida.Identificación cerrada: En el proceso de comparación uno a muchos, el usuario presenta su(s) dato(s) biométrico(s) y el dato biométrico se compara contra la base de datos, donde se sabe que existe, buscando la identidad más probable del usuario.
Identificación abierta: es un proceso hibrido entre la verificación y la identificación cerrada, donde la persona no reclama una identidad específica, entonces se compara contra toda la base de datos para verificar si existe en la base de datos, una vez se verifica que posiblemente existe, dentro de las coincidencias más probables, determina quién es el usuario.
Para la toma de decisiones el resultado de cualquiera de las comparaciones que se hagan puede presentar una de tres posibilidades dependiendo la puntuación que se alcance en la comparación de la plantilla y el dato biométrico y del umbral que se le haya dado al sistema; las tres posibles alternativas son:
Hay correlación: es decir que al comparar el dato biométrico capturado con la(s) plantilla(s) almacenada(s) la puntuación esta dentro de los umbrales de coincidencia.
No hay correlación: es decir que al comparar el dato biométrico capturado con la(s) plantilla(s) almacenada(s) la puntuación esta fuera de los umbrales de coincidencia.
Imposibilidad de alcanzar conclusión definitiva: es decir que hay falta de información para poder hacer una comparación adecuada.
La precisión de un sistema biométrico esta determinado por una serie de pruebas, que están divididas en tres categorías tecnología, escenario y operacional y para su evaluación se consideran varios conceptos que se pueden generalizar en dos conceptos la probabilidad de que alguien autorizado sea rechazado y la probabilidad de que alguien no autorizado sea aceptado, el termino a usar varía, a grandes rasgos, dependiendo el tipo de comparación que se haga y en que categoría se haga la evaluación.
Los términos más comúnmente observados son los siguientes:
La Tasa de falsa aceptación: (FAR – False Acceptance Rate) Es una estadística que muestra la actuación del biométrico, típicamente cuando opera en la tarea de verificación. En general entre más bajo sea el valor de la tasa de falsa aceptación, más alto es la precisión del sistema biométrico. En esta tasa se muestra el porcentaje de número de veces que el sistema produce una falsa aceptación. Es decir cuando un individuo es identificado como usuario de manera incorrecta. Este valor debe ser lo suficientemente bajo como para que no se impida el ingreso a los usuarios, pero no tanto que permita el ingreso de personal no autorizado. El valor depende de lo sensible del área o sistema a proteger y de la necesidad del usuario. A nivel de fabricantes la mayoría tienen esta tasa entre el 0.0001% y el 0.1%. La tasa dada normalmente asume intentos pasivos del impostor.
FAR= PR x FMR x (1-FTA)
Tasa de Falso Rechazo (FRR - False Reject Rate): La probabilidad de que un dispositivo rechace una persona autorizada. Comercialmente su valor varía entre el 0.00066% y el 1%.
FRR=FTA+(1-FTA)x BER +(1-FTA)x(1-BER)x FNMR
El punto de intersección entre la tasa de falsa aceptación y la tasa de falso rechazo se conoce como la tasa de error igual (EER - Equal Error Rate), algunas veces se llama tasa de error cruzada (CER – Crossover Error Rate).Es una estadística que muestra la actuación del biométrico, típicamente cuando opera en la tarea de verificación. En general entre más bajo sea el valor de la tasa de error igual, más alto es la precisión del sistema biométrico.Otros términos utilizados son:
Tasa de Falsa alarma: (False Alarm Rate) Una estadística usada para medir la calidad del biométrico cuando opera en el modo de identificación abierta (watchlist ó comparación uno a pocos). Este es el porcentaje de veces que una alarma suena incorrectamente en un individuo que no esta en el sistema de la base de datos (el sistema alarma en Carlos cuando Carlos no esta en la base de datos), o una alarma suena pero la persona incorrecta es identificada (el sistema alarma en Edgar cuando Edgar esta en la base de datos, pero el sistema piensa que Edgar es Carlos).
Tasa de falsa coincidencia: (FMR - False Match Rate) La probabilidad de que un sistema biométrico identifique incorrectamente un individuo o que falle para rechazar un impostor. Alternativa a Tasa de falsa aceptación (FAR).
Tasa de falsa no-coincidencia: (FNMR - False Non-Match Rate) es parecida a la tasa de falso rechazo (FRR), con la diferencia de que la FRR incluye la tasa de falla para capturar el error (Failure to Adquire error rate).
Error tipo I: Este tipo de error ocurre en una prueba estadística cuando una reclamación valida es rechazada. Es decir cuando falla al rechazar una reclamación valida. Por ejemplo Claudia reclama ser Claudia, pero el sistema niega el reclamo de manera incorrecta.
Error Tipo 2: Este tipo de error ocurre en una prueba estadística cuando una reclamación falsa es aceptada. Es decir cuando falla al aceptar una reclamación falsa. Por ejemplo Erika reclama ser Sandra y el sistema acepta el reclamo de manera incorrecta.
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