Автор текста: dlonyj
Биометрические технологии, выходящие за рамки человеческого применения, открывают удивительные перспективы. Например, можно ли создать систему контроля доступа для домашних питомцев? Этот эксперимент посвящен именно такой задаче.
На территории фабрики, где работает автор, обитает целое семейство иссиня-черных кошек, которых прозвали «бандитами» за их характер. Среди них выделяется один любимец, которого иногда пускают в кабинет. Возникла идея: впускать только этого кота, ограничивая доступ остальным, особенно в отсутствие хозяина. Так родилась концепция КотСКУД — Кошачьей Системы Контроля Управления Доступом.
❯ Концепция КотСКУДа
Задача состояла в том, чтобы создать простое, дешевое и воспроизводимое решение, не требующее сложного питания. Вдохновением послужила сама природа: у кошек, как и у людей, есть уникальные биометрические узоры — на подушечках лап и носу. Значит, для идентификации можно адаптировать сканер отпечатков пальцев.
Почешите любимого бандита за ушком — и идея готова!
После анализа рынка был выбран оптический сканер отпечатков пальцев FPM10A. Эта модель популярна, имеет множество примеров кода и библиотек для Python и Arduino, что теоретически упрощало интеграцию.
❯ Принцип работы оптического сканера
Оптические сканеры работают на основе явления полного внутреннего отражения света. Когда палец (или нос) касается специальной призмы, он нарушает это отражение, и встроенная камера фиксирует уникальный узор. Устройство, по сути, представляет собой миниатюрную оптическую систему с процессором для обработки изображения.
Схематичное изображение принципа работы оптического датчика.
Сложные алгоритмы анализируют полученное изображение, выделяя ключевые особенности узора для последующего сравнения с базой данных.
❯ Подключение и настройка сканера FPM10A
Сканер удобен тем, что подключается через интерфейс UART и питается от 3.3В. Для связи с компьютером потребовался переходник USB-UART и минимальные навыки пайки. С аппаратной частью проблем не возникло.
Сканер, подключенный и готовый к работе.
Сложности начались с программным обеспечением. Демо-программы от производителя оказались нестабильными, что, вероятно, связано с их неоптимальной реализацией. Однако, как часто бывает в DIY-проектах, процесс настройки, несмотря на трудности, увлекателен.
Подготовка программного обеспечения к решающему тесту.
Самым интересным этапом стали, конечно, полевые испытания с живым «пользователем».
❯ Натурные испытания
Это был самый волнительный этап. Кот-«бандит» получил максимум внимания и угощений. Он с любопытством наблюдал за подготовкой, явно интересуясь происходящим.
Обратите внимание: Использование сканера в создании обложек | Hikki_Советы.
Сканирование отпечатка лапы
Первоначально казалось, что проще научить кота ставить лапу на сканер. Однако реальность внесла коррективы: подушечки лап у уличного кота оказались слишком грубыми, похожими на наждачную бумагу. Сканер либо не мог их считать, либо выдавал неразборчивое изображение. От этой идеи пришлось отказаться.
Сканирование отпечатка носа
Альтернативой стал нос кота — более нежный и рельефный. Кот, к удивлению, не оказал яростного сопротивления, но и особого энтузиазма не проявил. Основная сложность заключалась в том, чтобы уговорить его неподвижно прикоснуться носом к сканеру на достаточно долгое время для четкого сканирования.
Попытка сканирования кошачьего носа.
После нескольких попыток «Бандит» смирился с процедурой, и один из снимков оказался удачным. Кот с живым интересом наблюдал, как его биометрические данные сохраняются на компьютере.
«И что ты там со мной делаешь?» — вопрошает взгляд кота.
Настал ключевой момент: удалось ли получить пригодные для идентификации данные?
❯ Результаты
Удачных сканов было немного — кот не любил долго задерживаться у сканера. Тем не менее, несколько кадров были получены. Вот первые, не самые четкие, но уникальные отпечатки кошачьего носа.
Первый в истории отсканированный отпечаток кошачьего носа.
И, наконец, настоящий успех — относительно четкое изображение, полученное как раз перед тем, как коту надоела эта игра.
Четкий снимок узора на кошачьем носу. Биометрический профиль создан!
Технически сканирование отпечатка носа возможно! Но на пути к рабочей системе КотСКУД встали практические препятствия.
❯ Выводы и трудности
Эксперимент доказал принципиальную возможность использования отпечатка кошачьего носа для биометрической идентификации. Однако для создания реально работающей системы предстоит решить серьезные проблемы:
Сбор базы данных. Для надежного распознавания нужны десятки снимков носа с разных ракурсов. Кот не готов тратить на это время и быстро теряет интерес.
Обучение животного. Нужно выработать у кота условный рефлекс — совать нос в сканер для получения доступа. Даже с помощью лакомств это крайне сложная дрессировочная задача.
Гигиена. Мокрый кошачий нос быстро загрязняет оптическую призму сканера, требуя постоянной чистки.
Таким образом, исследовательская работа по внедрению КотСКУД продолжается. Следующие результаты, по традиции, будут объявлены 1 апреля следующего года.
❯ Полезные ссылки
Конструкция и принцип работы оптического сканера отпечатков пальцев.
Документация по подключению оптического дактилоскопического датчика FPM10A.
Если вас интересует металлообработка, старое железо, всевозможные самоделки, сбор мусора и Linux, подписывайтесь на меня в Telegram.
Написано специально для читателей Timeweb Cloud и Pikabu. Подпишитесь на наш блог, чтобы не пропустить новый и интересный материал.
Облачный сервис Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая помогает поддерживать проект.
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Сканер отпечатков кошачьих носиков.