Überwachung: Menschen am Herzschlag erkennen

22 November 2021, 12:25

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Vergessen Sie die Gesichtserkennung! Forscher auf der ganzen Welt haben neue Wege und Technologien gefunden, um Sie zu überwachen. Laser, die Ihren Herzschlag oder ihren individuellen Mikroorganismus erfassen, werden längst entwickelt.

Der Kampf um die Zukunft der Gesichtserkennung ist im vollen Gange. Doch das ist erst der Anfang. In Forschungslabors auf der ganzen Welt werden noch wesentlich aufdringlichere Überwachungsmethoden entwickelt.
In den USA haben die Städte San Francisco, Somerville und Oakland kürzlich die Verwendung der Gesichtserkennung durch Strafverfolgungs- und Regierungsbehörden verboten, während Portland darüber spricht, die Verwendung der Gesichtserkennung vollständig zu verbieten, auch durch private Unternehmen. Ein Zusammenschluss von 30 privaten Organisationen, die zusammen mehr als 15 Millionen Mitglieder vertreten, fordert ein generelles Verbot der Gesichtserkennung durch die US-Strafverfolgungsbehörden.
In Grossbritannien haben Enthüllungen darüber, dass die Londoner Metropolitan Police den Entwicklern des Kings Cross Estate heimlich Gesichtserkennungsdaten für ein verdecktes Gesichtserkennungssystem zur Verfügung gestellt hat, Empörung ausgelöst und eine Untersuchung gefordert. Das Büro des Informationskommissars hat eine Untersuchung der Rechtmässigkeit des Programms eingeleitet. Der Skandal ereignete sich jedoch gleichzeitig mit einem Grundsatzurteil des High Court in Cardiff, wonach die Anwendung der Gesichtserkennung durch die Polizei in Südwales legal ist. (Die Entscheidung wird wahrscheinlich angefochten).
Die Gesichtserkennung ist jedoch nur die Spitze dieses gewaltigen Eisbergs staatlicher Überwachung. Wenn strengere Vorschriften für die Verwendung der Gesichtserkennung erlassen werden, ist es möglich, dass wir einfach auf eine oder mehrere der anderen Arten von Überwachungstechnologien umsteigen, die derzeit entwickelt werden. Viele sind gleichermassen, wenn nicht sogar invasiver als die Gesichtserkennung - und möglicherweise noch schwerer zu regulieren. Hier ein Blick auf die drohenden Technologien der Zukunft.

Wie Sie gehen?

Das rapide wachsende Feld der Verhaltensbiometrie basiert darauf, Individuen anhand ihrer Bewegungs- oder Verhaltensmuster zu erkennen. Ein Beispiel ist die Gangerkennung, die möglicherweise die nächste grosse Überwachungstechnologie darstellt. Insbesondere wenn die Gesichtserkennung strengeren Vorschriften unterliegt. Die Technik wird bereits von der Polizei in China erprobt, die häufig führend ist, wenn es darum geht, neue Wege zu finden, um die Menschen zu überwachen. Ob sie es mögen oder nicht.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Person anhand ihres Ganges zu erkennen. Die Methode, die von der chinesischen Polizei erprobt wird, basiert auf der Technologie einer Firma namens Watrix und die benutzt Videos von Überwachungskameras, um die Bewegungen einer Person beim Gehen zu analysieren. In einem kürzlich erteilten Patent beschreibt Watrix ein Verfahren zum Trainieren eines KI-Systems unter Verwendung eines neuronalen Faltungsnetzwerks, mit dem Tausende von Datenpunkten über eine Person analysiert werden können, während sie sich bewegen. Von der Länge ihres Schrittes bis zum Winkel ihrer Arme verwenden sie diese Parameter, um Personen anhand ihrer «Gangaufzeichnung» zu erkennen. Watrix behauptet, dass seine Systeme eine Genauigkeit von bis zu 94 Prozent erreichen und dass es die weltweit grösste Datenbank mit Gangaufzeichnungen enthält.
Mit den von Watrix und anderen entwickelten visuellen Methoden der Gangerkennung können Personen aus der Ferne, auch in Menschenmassen oder auf der Strasse, auf ähnliche Weise identifiziert werden wie mit der Gesichtserkennung - was einen schnellen und einfachen Ersatz darstellen könnte wenn die Gesichtserkennung verboten würde. Zunehmend sammeln viele Videoüberwachungssysteme multimodale biometrische Daten. Das bedeutet, dass sie möglicherweise gleichzeitig Gesichtserkennung und Gangerkennung verwenden, was theoretisch sowohl die Genauigkeit als auch die Identifizierungsmöglichkeit von Personen erhöht, die von den Kameras abgewandt sind.
Eine andere Methode zur Identifizierung von Menschen durch ihren Gang, basiert auf im Boden eingebetteten Sensoren. Forscher der Universität Manchester nutzten Daten aus 20.000 Schritten von 127 Personen, um ein neuronales Netzwerk anzulegen. Es wurden 24 verschiedene Faktoren erkannt, wie die Schrittfrequenz einer Person abläuft und welche Zeit sie benötigt, um von einer Ferse zur nächsten zu wechseln. Mithilfe dieses Systems konnten sie die Menschen mit einer Genauigkeit von über 99 Prozent in drei «realen» Szenarien identifizieren: am Arbeitsplatz, in der häuslichen Umgebung und an Sicherheitskontrollen am Flughafen.
Den Forschern zufolge besteht der Vorteil dieser Art der Identifizierung gegenüber visuellen Systemen darin, dass sie weniger invasiv ist und weniger dazu neigt, durch Objekte oder andere Personen gestört zu werden, die die Sicht der Kamera verdecken. Oder anders: Die überwachten Personen erkennen kaum, dass sie überwacht werden. Sie bemerken vielleicht, dass sie von Kameras beobachtet werden, aber sie bemerken die Sensoren im Boden nicht.

Die Überwachung des Herzschlags

Ihr Herzschlag und Ihr Atmungsmuster sind so einzigartig wie Ihr Fingerabdruck. Eine kleine, aber wachsende Anzahl von Fernerkundungstechnologien wird entwickelt, um Vitalfunktionen aus der Ferne zu erkennen, die durch Haut, Kleidung und in einigen Fällen sogar durch Wände dringen.
Im Juni ging das Pentagon mit einem neuen laserbasierten System an die Öffentlichkeit, mit dem Personen aus einer Entfernung von bis zu 200 m identifiziert werden können. Die als Jetson bezeichnete Technologie verwendet eine als Laser-Doppler-Vibrometrie bekannte Technik, um durch Ihren Herzschlag verursachte Oberflächenbewegungen zu erfassen.
Das Ziel ist, in der Lage zu sein, ein Objekt innerhalb von fünf Sekunden anhand seines Herzsignals oder «Herzabdrucks» zu identifizieren. Im Moment hat das Pentagon-System jedoch eine Reihe von Einschränkungen: Das Ziel muss stehen bleiben, leichte Kleidung tragen (dicke Kleidung, wie ein Mantel, kann das Signal stören) und vor allem muss eine klare Sichtlinie zwischen dem Laser und dem Ziel vorhanden sein.
Mäntel, Mauern, sogar Steine und Schutt sind jedoch kein Hindernis für eine völlig neue Überwachungstechnologie. Die Forscher arbeiten intensiv an der Entwicklung radarbasierter Systeme, mit denen die Vitalfunktionen für eine Reihe von anderen Zwecken verfolgt werden können. Von der nicht-invasiven Überwachung von Patienten, über die Unterstützung bei medizinischen Diagnosen, bis hin zur Suche nach Überlebenden bei Such- und Rettungsaktionen.

Überwachung von Innenbewegungen

Aber warum sollten wir uns die Mühe machen, neue Radargeräte zu installieren, wenn wir schon fast die ganze Zeit in einer anderen Art von Strahlung gebadet sind? Wi-Fi kann auch verwendet werden, um Personen zu lokalisieren, ihre Position im Raum und ihre Sitz- oder Stehposition zu identifizieren und sogar Vitalfunktionen zu verfolgen.
Bis vor kurzem dachte man, ein dediziertes Wi-Fi-Netzwerk sei erforderlich, zum Teil, weil die Technik davon abhängt, die genaue Position der Wi-Fi-Sender zu kennen. 2018 baute eine Forschergruppe der University of California jedoch eine App, mit der sie den genauen Standort vorhandener WLAN-Sender in einem Gebäude ermitteln konnten. Mit diesen Informationen konnten sie normale Smartphones und vorhandene WLAN-Umgebungsnetzwerke verwenden, um menschliche Anwesenheit und Bewegungen von außerhalb des Raums zu erkennen. „Mit mehr als zwei Wi-Fi-Geräten in einem normalen Raum kann unser Angriff mehr als 99 Prozent der Benutzerpräsenz und -bewegung in jedem getesteten Raum erkennen“, behaupten die Forscher.
Einige Forschungsgruppen wollen weiter gehen, als nur Wi-Fi zur Identifizierung von Personen zu verwenden. Anhand von Bewegung und Vitalzeichen sei es möglich, den emotionalen Zustand des Probanden zu überwachen und seine Verhaltensmuster zu analysieren. Diese Forscher haben ein Unternehmen gegründet, um eine „berührungslose Sensor- und maschinelle Lernplattform für die Gesundheitsanalyse“ zu vermarkten, die ihrer Meinung nach in über 200 Haushalten eingesetzt wurde und von Ärzten und Pharmaunternehmen verwendet wird.
Neben den potenziellen Vorteilen für das Gesundheitswesen und Rettungskräfte bietet die Technologie jedoch auch offensichtliche Anwendungen für die Überwachung. Eine Technologie, die in der Lage ist, ein Profil des Herzschlags und der Atmung einer Person zu erstellen, um auf Anomalien in einem gesundheitlichen Kontext zu achten, kann leicht an die Verwendung zur Identifizierung einer Person von einer anderen angepasst werden. Radarbasierte Sicherheitsüberwachungssysteme, die Personen erkennen können, sind bereits auf dem Markt. Es ist nur eine Frage der Zeit und vielleicht nicht einmal sehr viel Zeit, bis die Fähigkeit zur Identifizierung einzelner Personen überlagert wird.

 
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Verfolgen Sie Ihre mikrobiellen Zellen

Jeder Mensch emittiert etwa 36 Millionen mikrobielle Zellen pro Stunde, und das menschliche Mikrobiom ist für einen bestimmten Zeitraum einzigartig (eine Studie aus dem Jahr 2015 ergab, dass bis zu einem Jahr später etwa 80 Prozent der Menschen anhand ihres Mikrobioms neu identifiziert werden können). Dies bedeutet, dass die ständige Spur mikrobieller Spuren, die wir hinterlassen, sowie die, die wir aus unserer Umgebung aufnehmen, dazu verwendet werden können, ein Bild von den Aktivitäten und Bewegungen einer Person zu rekonstruieren, z in welchen Umgebungen sie waren.

Überwachen Sie Ihren Duft

Menschen durch Geruch zu identifizieren ist eigentlich einer der ältesten Polizeitricks im Buch, aber mit Computern statt mit Bluthunden zu machen, steckt im Vergleich zur Gesichts- und Fingerabdruckerkennung noch in den Kinderschuhen. Der Bereich der Geruchsbiometrie mag für die individuelle Authentifizierung nützlich sein, ist aber für die Massenüberwachung nicht gut geeignet – genau zu unterscheiden, wer in einer Menschenmenge so riecht, kann schwierig sein, wie wahrscheinlich jeder weiß, der an einem heißen Tag in öffentlichen Verkehrsmitteln festsitzt.

Po-Erkennung

Dann gibt es die Identifikationstechniken, die für sehr spezifische Anwendungsfälle entwickelt wurden. Ein wegweisender Vorschlag eines japanischen Forscherteams für ein Anti-Diebstahl-System für Autos beruhte darauf, mit 360 Sensoren die einzigartige Form des Fahrerhecks zu messen. Obwohl in Versuchen eine Genauigkeit von 98 Prozent erreicht wurde, scheint diese wichtige Sicherheitsinnovation tragischerweise nicht über Labortests hinausgegangen zu sein.

Das Regulierungsproblem

Der Versuch, Überwachungstechnologien einzeln zu regulieren, ist wahrscheinlich zwecklos. Die Überwachungsbranche entwickelt sich einfach zu schnell, und es ist zu einfach, von einer Überwachungsart zur anderen zu wechseln. Der Unterschied zwischen einem Gesichtserkennungssystem und einem auf Verhaltensbiometrie basierenden System kann beispielsweise einfach darin bestehen, die Software in einem bestehenden Kameranetzwerk auszutauschen.
Die zunehmende Zusammenarbeit zwischen Regierungsbehörden und dem Privatsektor bedeutet auch, dass Vorschriften wie die von San Francisco, die nur den Einsatz bestimmter Arten der Überwachung durch die Regierung einschränken, nicht ausreichen, so Katina Michael, Professorin an der School for the Future of Innovation in Society and School of Computer, Informatik und Decision Systems Engineering an der Arizona State University. Amazon ist vielleicht das beste Beispiel für diese Verwischung der Grenzen zwischen privater und staatlicher Überwachung. Amazon war zuvor wegen des Verkaufs von Gesichts- und Emotionserkennungssystemen an die Polizei in die Kritik geraten. Vor kurzem wurde bekannt, dass Amazon mit Hunderten von Strafverfolgungsbehörden in den USA zusammenarbeitet, einschließlich des Zugriffs auf Überwachungsdaten, die über seine Ring-Haustürklingel gesammelt wurden, als Gegenleistung für die aktive Vermarktung der Geräte durch die Polizei an die Community.
"Grundsätzlich müssen wir über die Prinzipien der Demokratie nachdenken", sagt Michael. "Wir können einfach nicht immer wieder Technologien auf Probleme werfen, ohne einen klaren Fahrplan vor ihrem Bedarf und ihrer Anwendung zu haben. Wir müssen die Auswirkungen dieser neuen Technologien bewerten. Es muss eine bidirektionale Kommunikation mit der Öffentlichkeit geben."
Überwachung verändert die Beziehung zwischen Menschen und den Räumen, in denen sie leben. Manchmal ist diese Veränderung zum Besseren; Mehr Sicherheit bringt echte Vorteile, und die gewonnenen Erkenntnisse über die Nutzung öffentlicher Orte können für die zukünftige Gestaltung dieser Orte genutzt werden. Gleichzeitig müssen wir uns aber fragen, ob die zukünftige Gesellschaft, in der wir leben wollen, eine ist, die ihre Bürger ständig beobachtet – oder eher eine, in der die Bürger nie ganz sicher sind, wann, wie und von wem sie wieder beobachtet werden.

Quelle:Wired