Par Joshua J. Engelsma, Cand. Au Doctorat et Chercheur Associé et Dr. Anil K. Jain, Professeur Émerite, Départment Informatique en Ingénierie, Michigan State University
1. Aperçu
La session extraordinaire ID4Africa 2019 sur la biométrie infantile a rassemblé un groupe d’experts diversifiés du monde universitaire, de l’industrie et des agences gouvernementales pour qu’ils s’expriment sur les motivations, les défis et les solutions pour l’identification automatisée des enfants. Anil K. Jain, professeur distingué de l’Université de l’Etat du Michigan, a ouvert la séance en soulignant l’importance vitale de développer des systèmes d’identification infantile rapides, fiables, précis et abordables. Par la suite, les conférenciers Joshua Engelsma (Université de l’Etat du Michigan), Yaseen Moolla (CSIR, d’Afrique du Sud), Eliah Aronoff-Spencer (UCSD), Paul Macharia (du Ministère de la Santé du Kenya) et Barbara Iyayi (Element Inc.) ont présenté les recherches et les solutions de leurs équipes respectives.
2. Motivation
Dans son discours inaugural, Jain a noté que chaque seconde, 4 nouveaux bébés viennent au monde. Il est regrettable que le taux de mortalité pour 1 000 enfants demeure incroyablement élevé (jusqu’à 49 pour 1000 dans certains pays à faible revenu). D’autres conférenciers ont évoqué ces statistiques, en mentionnant la difficulté de fournir aux enfants des vaccins et des suppléments nutritionnels adéquats en raison du manque de méthodes d’identification fiables et précises. Le consensus parmi les intervenants était que la reconnaissance biométrique des enfants constituerait une solution plus fiable, longitudinale, précise et abordable pour l’identification des nourrissons ainsi que les soins subséquents par rapport aux méthodes d’identification traditionnelles (support sur papier).
3. Exigences
Dans son discours inaugural , Jain a souligné la nécessité de concevoir des méthodes d’identification des nourrissons tout en étant conscient (1) de la persistance et de l’unicité (ce trait biométrique peut-il reconnaître le nourrisson au fil du temps?), (2) de la compatibilité avec les systèmes hérités, (3) ergonomie (ce système est-il facile à utiliser par les agents de santé et acceptable pour les mères comme pour les nourrissons?), (4) le débit (pouvonsnous reconnaître cet enfant en temps opportun?), et (5) à faible coût. Aronoff-Spencer a confirmé la nécessité d’une conception ‘’centrée sur l’humain’’, qui pourrait reconnaître le sens longitudinal des enfants d’une manière qui serait compatible avec les systèmes de reconnaissance hérités. Engelsma a évoqué les différents traits biométriques qui pourraient être utilisés pour l’identification du nourrisson (y compris les empreintes digitales, l’empreinte, palmaires, le visage et l’iris). Il a parlé des considérations à prendre en compte lors du choix d’un trait biométrique pour les nourrissons (permanence, possibilité de collecte et coût). De manière similaire, Moolla a décrit les raisons pour lesquelles différents caractères ont été sélectionnés pour leur système biométrique multimodal. Il y avait un consensus général parmi les intervenants que les empreintes digitales constituaient les biométriques les plus prometteuses. Cependant, Iyayi et Moolla ont également parlé de la valeur des systèmes biométriques multimodaux, dans lesquels plusieurs caractéristiques physiques pourraient être utilisées pour reconnaître les nourrissons.
4. Solutions techniques
Le consensus général parmi les intervenants est que les solutions techniques nécessaires à l’identification des nourrissons devaient être en haute résolution (pour capturer les traits physiques des nourrissons minuscules) et conçus de façon ergonomique pour capturer rapidement des images de haute qualité des nourrissons qui ne coopèrent pas.
Une discussion a également suivi sur l’importance de collecter les données et d’effectuer l’authentification de manière très rapide, compte tenu de la longue file de mères dans différentes cliniques qui attendaient avec impatience. La plupart ont convenu que la collecte et l’authentification devaient se faire en moins d’une minute.
Les intervenants ont divergé dans leurs solutions techniques respectives visant à lutter contre l’identification des nourrissons. Ce qui suit est un résumé concis de l’approche technique de chaque équipe:
Engelsma: un lecteur d’empreintes digitales à code source ouvert, ergonomique, basé sur les contacts, à bas coût (<100 USD) et ergonomique, associé à un matcher d’empreintes digitales haute résolution.
Moolla: un lecteur d’empreintes digitales sans contact haute résolution pour la reconnaissance d’empreintes digitales chez le nourrisson. Ce système a été complété par d’autres traits (oreille et iris) pour améliorer la précision de la reconnaissance.
Aronoff-Spencer: un lecteur d’empreintes digitales ergonomique sans contact de 3500 ppi, combinés avec des algorithmes de correspondance d’empreinte digitale sans contact.
Macharia: un lecteur d’empreintes digitales basé sur les contacts de 2400 ppi, combinés avec des algorithmes de correspondance d’empreinte digitale sans contact.
Iyayi: reconnaissance biométrique multimodale des nourrissons (paume, oreille, pied) en utilisant uniquement une caméra smartphone pour la détection et des techniques d’apprentissage en profondeur pour l’appariement.
5. Conclusions
Plusieurs équipes ont présenté des résultats très prometteurs sur l’identification du nourrisson obtenus dans une étude longitudinale réalisée sur place. En particulier, ils ont montré qu’ils pouvaient enregistrer une empreinte digitale du nourrisson et de les reconnaître encore après plusieurs mois. Il reste difficile de déterminer où en est-on actuellement quant à la reconnaissance des empreintes digitales chez les enfants sans une évaluation plus standard des ensembles de données de référence effectuées par une tierce partie, telle qu’une agence gouvernementale spécialisée dans la science de la mesure (par exemple, l’Institut National des Normes et de la technologie des États-Unis).
Les résultats présentés sont encourageants dans la mesure où ils semblent introduire les développements les plus récents sur le terrain qui ont été avancé au cours des 5 dernières années. Cependant, chaque équipe doit encore faire face à des défis techniques (tels que peler la peau des empreintes digitales d’un nouveau-né, la déformer, la capture / l’authentification en temps voulu, la précision de la reconnaissance longitudinale et la durabilité des systèmes lors du déploiement sur le terrain). En poursuivant les recherches dans ce domaine, une identification biométrique précise et fiable des nourrissons semble une possibilité probable dans un avenir proche.