Стандарт ANSI X9.84-2018 на анализ походки – походка покажет, кто есть кто

Человеческая походка - это биомеханическое чудо, сложный процесс, формировавшийся в течение сотен тысяч лет. И для большинства из нас она является чем-то само собой разумеющимся. Если проводить аналогию с компьютерной техникой, это предустановленная в мозг программа, которая запускается на раннем прекогнитивном этапе жизни. Данная программа контролирует взаимодействие мышц, связок и костей, помогающих нам двигаться вперед "на своих двоих".

Есть две фазы человеческой походки: опорная фаза, во время которой часть ноги зафиксирована на земле, и фаза переноса конечности, в ходе которой нога отрывается от земли и перемещается вперед. Однако это описание представляет собой существенно упрощенный процесс. На самом деле человеческая походка состоит из пяти фаз. И выше упомянуты лишь первая и последняя фазы. 

Многочисленные мышцы отвечают за силу нашего движения, а два сустава играют решающую роль в их координации. Во-первых, это голеностопный сустав, который позволяет ноге двигаться вверх (dorsiflexion) и вниз (plantarflexion). Во-вторых, это поперечный сустав предплюсны (сустав Шопара), который обладает способностью менять уровень жесткости (фактически он состоит из двух суставов: таранно-ладьевидного и кубовидно-пяточного). Благодаря этим суставам процесс движения может протекать плавно.

Тем не менее, "краеугольным камнем" человеческой походки является подошвенная пяточно-ладьевидная связка, которая находится на нижней стороне стопы и соединяет пяточную кость с ладьевидной костью. Именно она помогает ноге действовать как амортизатор. 

Походка является универсальным процессом для людей, но при этом она варьируется от человека к человеку. Это связано с тем, что анатомические, социокультурные и генетические факторы, а также просто привычки и индивидуальность формируют уникальный процесс движения для каждого человека.

Анатомические факторы, влияющие на человеческую походку, многочисленны и разнообразны. Так, если два человека различаются по росту, то они будут отличаться и с точки зрения скорости походки. Аналогичным образом, инвалидность или проблемы со здоровьем часто отражаются на том, как человек ходит. Существует множество других факторов дифференциации человеческой походки, связанных с тем, что движение начинается не с мышц ноги, а с мозга. 

В целом в походку человека вовлечены движения руками, головой, ногами и туловищем, и в случае каждого конкретного человека такие движения уникальны. Ему они могут казаться случайными, но на самом деле эти движения часто повторяются.

Отслеживание этих уникальных движений является основой  анализа походки. Своими корнями эта процедура уходит в медицину, где она использовалась в течение всего прошлого века для оценки состояния опорно-двигательного аппарата пациентов. Проводя наблюдения за привычками пациентов в этой области, врачи научились выявлять у них проблемы со здоровьем.

Однако в настоящее время процесс анализа походки также используется для идентификации и аутентификации людей. Соответствующие процедуры основаны на том, что почти у каждого человека имеется характерная только этому человеку манера ходьбы. Как следствие, анализ походки может использоваться для идентификации подобно другим биометрическим процессам распознавания людей. Как пример модно привести биометрическую идентификацию на основе сканирования отпечатков пальцев или радужки глаза. 

Однако анализ походки имеет два отличительных преимущества по сравнению двумя перечисленными выше методами биометрической идентификации: он не требует взаимодействия с человеком – анализ можно провести на расстоянии.

На данном этапе методы идентификации человеческой походки делятся на две категории: на основе моделей и на основе движения. Методы на основе моделей описывают движение человека с использованием математической модели. Точные переменные и расчет этих математических моделей могут различаться, но все они помогают оценить и предсказать движение частей тела и другое биомеханическое поведение во время перемещения человека. 

Альтернативные методы на основе движения рассматривают человеческую походку как последовательность изображений, предполагая анализ фотографий или видеороликов для идентификации людей.

Независимо от того, как он проводится, анализ походки может быть полезным инструментом для идентификации тех или иных лиц. Подобно оценке биологических особенностей отпечатка пальца, распознаванию лица или радужки, анализ походки является биометрической технологией. 

Биометрический анализ имеет большое значение для многих отраслей. Например, в случае индустрии финансовых услуг для безопасного управления данными необходим анализ физических и/или поведенческих характеристик человека. Однако широкое использование этой информации и передача ее через интернет может поставить конфиденциальность под угрозу.

Стандарт ANSI X9.84-2018 "Управление биометрической информацией и безопасность для индустрии финансовых услуг" описывает способы минимизировать такие риски. В документе содержится информация о криптографических процедурах, методиках и протоколах, связанных с хранением и передачей биометрической информации, а также с использованием биометрии в качестве механизма идентификации и аутентификации при организации безопасного удаленного электронного доступа в секторе финансовых услуг или даже в других отраслях.