En la actualidad existe una gran variedad de dispositivos orientados al reconocimiento biométrico e identificación de personas, los cuales son capaces de emplear diferentes elementos del cuerpo humano para llegar a producir esa identificación.

La seguridad y el control de acceso a edificios son las principales aplicaciones que tiene la biometría identificativa, aunque no las únicas, ya que cada vez es más frecuente encontrarla integrada en muchos elementos que utilizamos en nuestro día a día.

Desde las clásicas y conocidas huellas dactilares, hasta la misma voz de una persona son algunos ejemplos de los elementos corporales empleados en biometría.

Estos elementos no tienen por qué ser visibles o identificables a simple vista, como en un primer momento se podría pensar, ya que uno sobre el que actualmente se están produciendo notables avances es la retina de nuestros ojos.

Conociendo un poco mejor la retina

La retina es uno de esos elementos que sabemos que forman parte de nuestros ojos, pero del cual, seguramente, no sepamos explicar cuál es su función, donde está ubicada, que forma tiene… excepto si alguna vez hemos tenido problemas con las mismas.

Este importante elemento se encuentra en la zona más profunda del globo ocular, detrás del iris y de la pupila.

En ella se observan cuatro zonas diferenciadas:

  • Retina: es la retina propiamente dicha y sobre la que van a disponerse los siguientes elementos. Su forma es la de un disco fino y aplanado que se encuentra atravesado por numerosos capilares.
  • Disco óptico: es el punto de la retina que la conecta con el globo ocular y del cual surge todo el entramado capilar de la misma.
  • Fóvea: se trata de una pequeña zona ubicada más o menos en el centro de la retina, rellena de pequeñísimos capilares, y se encarga de que nuestra visión sea nítida y definida.
  • Ora serrata: Es la zona que limita anteriormente a la retina.

¿Y qué función cumple la retina?

Se encarga de transformar los estímulos luminosos que atraviesan el ojo a través de la pupila, en impulsos eléctricos y enviarlos a través del nervio óptico al cerebro, donde son “traducidos” en imágenes como las que estamos viendo en este mismo momento.

Así pues, se trata del elemento clave en la visión humana, y además de esta función, sirve como elemento identificativo en biometría.

¿Qué es lo que hace que la retina sea válida en identificación biométrica?

Pese a que se trata de un elemento no visible, como puede ser el iris, la mano o una huella dactilar, es posible analizar su estructura mediante la tecnología adecuada y centrarse en uno de los detalles que la caracterizan: el patrón de vasos sanguíneos que la atraviesan.

Como ocurre en el resto del cuerpo, dentro de estos vasos sanguíneos vamos a encontrar venas y arterias.

Las arterias son aquellos capilares que transportan la sangre oxigenada proveniente de los pulmones, y las venas son aquellos capilares que transportan la sangre que ya ha perdido el oxígeno y vuelve a los pulmones.

Todo este conjunto de capilares que riega la retina queda dividido en dos pequeños grupos: la red vascular coroidea que se encarga de regar la zona externa, y la arteria retiniana central, que riega el interior de la retina.

Estos dos conjuntos van formando numerosas ramificaciones a medida que emergen del globo ocular, y van a presentar una serie de características:

Calibre o grosor

Cuanto más cerca del inicio del capilar nos encontremos, mayor será este grosor; y a medida que nos alejemos de él, más finos se irán volviendo. Las venas son algo más gruesas que las arterias.

Trayectoria

El camino que sigue este tipo de capilares es bastante sinuoso, además de producirse numerosas desviaciones dicotómicas, es decir, puntos donde un capilar se divide en dos, siguiendo cada uno de ellos un camino diferente.

Brillo

El brillo es la capacidad de una superficie de reflejar la luz. Las arterias, la transportar sangre oxigenada, presentan mayor brillo y un color rojo más intenso que el de las venas, por donde circula sangre sin oxígeno.

Todo este conjunto de características va a llevar a que el sistema capilar presente en la retina de un individuo sea único e irrepetible en el resto de la población mundial; y cuenta con la ventaja de que en la retina va a ser el único punto donde se podrá visualizar el sistema capilar, en tiempo real y sin realizar técnicas invasivas como cirugías.

Pero el que un elemento corporal sea único o difícilmente repetible no es una característica suficiente para poder ser empleado en biometría.

A esto se le debe añadir el hecho de que el sistema capilar de la retina permanece invariable durante toda la vida de un individuo, excepto en casos puntuales de enfermedades que afectan a esta región del ojo.

Los inicios de la identificación biométrica a través de retina

El descubrimiento de la exclusividad del patrón seguido por los capilares de la retina se remonta casi a principios del s. XX.

Fue en el año 1935 cuando los oftalmólogos estadounidenses Carleton Simon e Isadore Golstein se percataron, durante uno de sus estudios, de que era prácticamente imposible encontrar dos personas que presentaran el mismo patrón capilar en sus retinas, diferencias que se dan también entre los dos ojos de una misma persona.

Ellos fueron las primeras personas en plantearse emplear esta característica con fines identificativos, seguidos en los años 50 por el también oftalmólogo Paul Tower, el cual descubrió que además de tratarse de un elemento único, de ella se podía obtener mucha más información, incluso datos relacionados con el ADN.

No fue hasta el año 1970 cuando se patentó el primer escáner de retina destinado al campo de la medicina, tecnología que ha ido evolucionando hasta hoy en día, donde además de ser aplicada con fines médicos, se emplea también en el ámbito de la biometría identificativa.

¿Cómo funciona un dispositivo de reconocimiento biométrico de retina?

Como es habitual, este tipo de dispositivos va efectuar su trabajo siguiendo una serie de fases, de forma que terminarán transformando un elemento corporal en una serie de datos codificados y comparables entre sí.

El primer paso consiste en conseguir una imagen de la retina del individuo y, para ello, el dispositivo cuenta con una cámara fotográfica. Esta cámara ha de ser capaz de captar con enorme precisión y nitidez todos los detalles presentes en la retina, por ello se requiere emplear ópticas de gran calidad.

Para facilitar este paso, los dispositivos de reconocimiento de retina cuentan, junto al objetivo de la cámara, con un emisor de luz que permite iluminar el fondo del ojo. Esta luz es de tipo infrarroja, la cual no causa molestia alguna al usuario en el momento de capturar la imagen de su retina, y es absorbida en gran medida por la sangre de los capilares mejorando notablemente su visionado posterior.

Este paso donde se captura la imagen es el más delicado y tedioso en este tipo de identificación biométrica, ya que requiere que el usuario se aproxime bastante al dispositivo y que, además, permanezca completamente quieto.

Una vez capturada la imagen se debe someter a un procesado para mejorar su calidad, lograr que la estructura de los capilares sea lo más visible posible, y eliminar ruidos o brillos.

Las imágenes tomadas suelen ser en color, por lo que el primer paso de este procesado es transformarla en una imagen en blanco y negro. Una vez convertida en blanco y negro se extrae la región de interés de la imagen, y que será aquella que pertenezca únicamente a la retina, desechando los elementos situados a su alrededor y que se van a corresponder, en la mayoría de las ocasiones, con una zona oscura.

Sobre esta región de interés aislada se aplican unos filtros que permiten eliminar el ruido, igualar la iluminación en todas las zonas, y aumentar el contraste para diferenciar con mayor facilidad la red de vasos capilares del resto de la imagen.

Una vez preparada la imagen, es el momento de extraer de ella los elementos característicos de la red capilar mediante algoritmos, que serán distintos en función del fabricante del dispositivo ya que existe una multitud de patentes sobre los mismos, algo que impide que dos fabricantes empleen el mismo tipo de algoritmo.

Pero pese a la presencia de este notable número de algoritmos, todos ellos van seguir ciertos patrones comunes.

En primer lugar, se produce una simplificación de la red vascular de capilares, de forma que se transforman todas las líneas producidas por los mismos en líneas de grosor de 1 píxel, pero manteniendo absoluta y total fidelidad a la dirección y la conectividad existente en la red capilar.

Este proceso, conocido como esqueletización y que se suele aplicar en otros tipos de identificación biométrica, supone un ahorro en cuanto a tamaño y peso de la imagen que se traducirá en una mayor rapidez a la hora de trabajar con ella posteriormente.

A continuación, se debe extraer del patrón vascular todos aquellos elementos característicos que van a constituir la seña de identidad de la retina del individuo, y que se conocen como minucias; estas serán principalmente los puntos en los cuales se producen las bifurcaciones y los puntos terminales de cada uno de los capilares presentes en el patrón.

Dependiendo de la empresa fabricante del dispositivo, el algoritmo empleado para ello incluirá, además de las bifurcaciones y puntos terminales, otro tipo de minucias que permitirán realizar una identificación mucho más fiable.

Todos estos puntos, que pueden ser más de 400, son ubicados en el árbol vascular de la retina y se efectúa un proceso de depuración en el cual se descartan todas aquellas minucias en la que exista riesgo de que se traten de errores.

Por ejemplo, aquellas que se encuentran muy próximas entre sí son descartadas quedando un árbol vascular con un menor número de minucias, pero todas ellas con la certeza de que no van a producir error alguno en la identificación.

Llegados a este punto, el sistema codifica esa imagen del árbol vascular con las minucias ubicadas en una serie de datos extraídos de cada una de ellas, como son las coordenadas x e y, la orientación en función del ángulo que forma el capilar con una línea horizontal, y el número asignado al capilar o capilares donde se encuentra dicha minucia.

Una vez obtenida toda esta información se deberá almacena en la base de datos junto a la información del individuo; o en caso de haberse realizado ya en un momento anterior, se procederá a efectuar el proceso de comparación con los datos almacenados en el sistema hasta hallar aquel que coincida con el de la persona cuya identidad está siendo verificada.

Ventajas y desventajas del reconocimiento biométrico de retina

Ventajas

Una de las principales ventajas que tiene este sistema de reconocimiento es la enorme complejidad que presenta el entramado de capilares que atraviesa la retina, algo que se traduce en una elevada fiabilidad.

Como dato, un sistema identificador de huellas dactilares almacena unos 40 puntos característicos de un individuo; mientras que un sistema identificador de retina almacena más de 200 puntos característicos.

Esta fiabilidad también se debe a que resulta prácticamente imposible falsificar una imagen del patrón vascular de retina.

El patrón vascular de la retina únicamente es visible en individuos vivos ya que, al minuto de haber muerto una persona desaparece el riego en esta zona. En este sentido, los sistemas de reconocimiento de retina no necesitarán contar con sistemas adicionales de seguridad ante el hecho de utilizar a un individuo muerto para suplantar la identidad.

El hecho de que la retina se encuentre en la zona más interna del ojo supone que sea una zona corporal altamente protegida ante cualquier elemento que pudiera alterarla o dañarla.

Desventajas

En cuanto a las desventajas, la mayoría están relacionadas con el propio usuario de este tipo de sistemas de reconocimiento, ya que se percibe como un método invasivo al presentar la necesidad de iluminar el fondo del ojo con luz infrarroja. Esta luz, pese a no ser visible, crea en el individuo a identificar una sensación de amenaza y posible daño, a diferencia de otros métodos de identificación.

Otro punto negativo es la necesidad que presentan algunos modelos de estos dispositivos, de acercar el ojo hasta una distancia muy próxima a la cámara, además de permanecer en una posición fija en el momento de capturar la imagen.

Tanta complejidad en el procedimiento que debe seguir el usuario para proceder a la identificación hace que los sistemas de reconocimiento de retina no tengan una utilidad práctica en la identificación masiva de personas, como puede ser, por ejemplo, su ubicación en aeropuertos o establecimientos.

Existe, también, la necesidad de que la persona que debe ser identificada se retire las gafas, en caso de necesitar utilizarlas.

Por último, este tipo de dispositivos no suelen ser asequibles, a diferencia de otros tipos de identificadores biométricos.

Principales aplicaciones del reconocimiento biométrico de retina

A diferencia de otro tipo de dispositivos de identificación biométrica, los lectores de retina no se encuentran tan extendidos dentro de la sociedad.

Su elevado coste, y el hecho de que no resulte sencillo utilizarlos hace que estos dispositivos queden relegados a la custodia de espacios e información de gran importancia.

Tampoco es posible integrarlos dentro de otros dispositivos, como puede ser un smartphone o un vehículo, aunque actualmente se están produciendo avances en esta dirección.

Se debe tener en cuenta también que el tiempo que tardan en realizar una verificación es algo más elevado que el empleado por el resto de dispositivos, y ello, unido al factor económico, hace que muchas empresas e instituciones opten por otros sistemas como puede ser un simple lector de huellas dactilares, situado en un escalón menor de fiabilidad, pero mucho más económico y rápido.

Por todo ello, los sistemas de reconocimiento biométrico de retina se utilizan principalmente en instalaciones militares y nucleares; y en determinadas empresas como medida de seguridad para las zonas e información más sensible, ya que son los que mayor fiabilidad ofrecen.

Reconocimiento biométrico a través de la retina
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