Un sensore per scansioni di impronte digitali ad ultrasuoni

Davis e Berkley, ricercatori all’Università della California, sono riusciti nell’intento di miniaturizzare una tecnologia medica ad ultrasuoni per creare un sensore di impronte digitali che esegue la scansione del dito tridimensionalmente. Questa tecnologia a basso consumo, che potrebbe migliorare in robustezza gli scanner capacitivi di ultima generazione, potrebbe presto trovare il modo di essere utilizzato con smartphone e tablet.

Quando Apple nel 2013 ha annunciato che stava per includere uno scanner per impronte digitali nell’iPhone 5s, sono sorti immediatamente numerosi dubbi e domande riguardo a quanto sicuro e accurato potesse essere il processo di scansione. Da quanto è stato scoperto, il processo di scansione era accurato abbastanza tanto che la funzione, che è stata generalmente ben accolta, presto ha trovato il modo ottimale per essere utilizzata in altri smartphone.

Anche nel migliore dei casi, comunque, i sensori capacitivi usati nell’attuale generazione di dispositivi portatili, sono ancora soggetti a gravi perdite di sicurezza. Questi scanner riprendono soltanto l’immagine delle dita a due dimensioni, e quindi vengono facilmente ingannati inserendo un’immagine stampata di un’impronta digitale sulla parte superiore del sensore.

Uno strumento low-cost per una migliore scansione e diagnostica ad ultrasuoni

Il professor David Horsley e il suo gruppo di lavoro, hanno sviluppato un sensore che ovvia a questi problemi, utilizzando un ultrasuono a bassa profondità per le creste e le valli della superficie dell’impronta digitale (ed il tessuto sottostante) in 3D. Anche se il loro dispositivo è ispirato ad equipaggiamenti medici sofisticati, lo scanner è stato dichiarato essere molto compatto e per funzionare richiede appena 1.8 V, aspetto che lo rende un buon candidato per l’uso in tutti i tipi di dispositivi elettronici portatili.

Questa tecnologia ha cominciato a circolare nel 2007, quando i ricercatori hanno sviluppato un array di Trasduttori Pizoelettrici Microlavorati Ultrasonici (PMUT) che in seguito si sono rivelati essere una eccellente opzione per il rilevamento delle impronte digitali.

Per produrre questo imager, il gruppo di lavoro ha incorporato l’array in un chip e lo ha integrato con lo stesso tipo di sistemi microelettromeccanici (MEMS) che sono già stati utilizzati negli odierni smartphone per la produzione di microfoni efficaci, giroscopi ed accelerometri.

Horsey spiega che:”il chip è costituito da due wafer, un MEMS contenente la porzione di ultrasuoni ed un secondo circuito che si occupa del trattamento del segnale. I wafer sono legati fra di loro, e la porzione di MEMS è parzialmente lavorata per esporre i trasduttori agli ultrasuoni.”

Le immagini ad ultrasuono sono raccolte nello stesso modo in cui un ultrasuono medico viene condotto“, continua Horsley. “I trasduttori sulla superficie del chip emettono una pulsione di ultrasuoni e questi stessi ricevono un eco di ritorno dalle creste e dalle valli della superficie della vostra impronta digitale.”

Eseguire la scansione dell’impronta digitale in questo modo dovrebbe essere un meccanismo più sicuro – un fattore che assumerà una sempre maggiore importanza in quelle operazioni di transazione per pagamenti online.

Secondo Horsley l’uso di tecniche di produzione ben note e ad alto volume, significa che il suo gruppo di lavoro potrebbe produrre i sensori ad un costo molto basso. In futuro è auspicabile che, oltre ad un miglior processo di scansione di impronte digitali, questa tecnologia possa anche trovare lo spazio per essere utilizzata per monitorare meglio la salute personale, oppure anche come strumento low-cost di diagnostica ad ultrasuoni.

Sul nuovo numero della rivista Applied Physics Letters, è stato pubblicato questo studio.