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賦予全球兒童法律人格,建構提供平等的公共服務社會之新生兒指紋辨識

NEC日前於肯亞共和國成功進行新生兒指紋辨識的實證實驗,此次的實證實驗亦為世界首舉。新生兒指紋辨識究竟具有什麼意義?對社會又有什麼貢獻?我們採訪研發者詢問了詳細情況。

為了能確實提供全球兒童適合的公共服務

生物辨識研究所 主任研究員 幸田 芳紀

-新生兒的指紋辨識為什麼如此重要呢?

我接觸指紋辨識等生物辨識技術至今已有20年以上,其中的國民ID系統已經導入許多國家實際運用中。例如印度超過10億人口,每一位國民之生物資訊都被當作固定的ID運用,可以用自己本身存在來證明身分。由於我一直從事生物辨識技術,能為創造平等提供所有人公共服務的社會貢獻一份心力感到開心。   
由聯合國倡議的2030永續開發目標「SDGs(Sustainable Development Goals)」當中,第16.9項提出「在西元 2030 年以前,為所有的人提供合法的身分,包括出生登記」之目標。事實上,目前世界上仍然還有10億人沒有戶籍(註1),也就是說世界上還有這麼多人沒有一個合法身分(Legal identity)。如果沒有出生證明、出生登記的合法身分,就會失去該國國民原本擁有的權利,以及喪失享受教育、醫療、社會福利等各種公共福利的機會。例如,無法證明自己是該國國民的話就無法取得護照,無法出國;甚至無法獲得就業機會,成為阻礙脫離貧窮的要因。   
為了改善這種狀況,我認為生物辨識技術可以扮演重要角色。世界各國都由政府負責國籍管理,但也有系統化未臻完善的地區。此外,也有因偽造行為猖獗而致使ID可信度低下的情況。不用擔心遺失、可信度高的生物辨識技術,對於希望使用尖端技術解決複雜問題的地區有卓越的成效。NEC目前也將國民ID系統供應給印度以及南非共和國等國家運用。   
然而,其實許多國民ID系統的適用對象年齡並不包含新生兒、嬰幼兒與幼兒(註2)。這是因為以兒童為對象時,會出現技術面難度等的各種課題。然而解決技術問題必須得想辦法跨越這個難關才行。因為在剛出生沒多久的階段所採取的出生證明與出生登記,對於未來確保合法身分及證明自己身分是非常重要的。此外,嬰兒無法說出自己的名字或出示ID,但如果是生物辨識,在現場的嬰兒身體就能直接證明是本人。我認為嬰兒才應該是最能使用生物辨識的特性,來守護他們不受貧困環境與惡意傷害所苦。   
全球有560萬人在未滿5歲前就失去生命,而且其中有280萬人是在出生後1個月以內死亡(註3),存在於這個背景的問題之一就是未能及時實施疫苗預防接種。新生兒出生後14周之前的這段期間要接種的疫苗相當密集,建議在適當的時間點確實接種疫苗(註4)。各國都為了守護兒童的性命戮力推行,但是實務上卻因為預防接種的計畫與紀錄管理不夠確實而難以得知「何時」「誰」「哪種疫苗」「已接種/應該接種」等資訊,以致無法提供疫苗給兒童,甚至還有疫苗好不容易送到了,卻因為沒有錢搭巴士到醫院接種的狀況。通常,像這樣的情況,聯合國或NGO會直接前往兒童所在地進行疫苗接種。但經常有,到現場後卻無法確認當事兒童的問題頻頻發生。最糟糕的情況則是雙親死亡,那就更無法確定來不了醫院的兒童身分了。   
我自己也曾經受到聯合國機關的委託,對發展中國家的支援活動中提供本人確認的技術面支援。當時某國政府機關研究者希望在HIV垂直感染可能性的兒童的治療中使用生物辨識來確認本人的可能性之驗證。在那樣的環境下我親眼目睹兒童們的笑容也親耳聽見他們所處現實之間的鴻溝,也因有那些經驗,我認為解決國際課題的有效手段之一就是必須實現新生兒指紋辨識,這就是我致力於此技術的背景。   
透過只要伸出手指就能確實證明兒童身分的指紋辨識技術,就可以不受出生國家或地區左右,建立確實執行給予所有兒童合法出生證明與出生登記的環境,同時也打造兒童在成長過程中必要的、確保享有身為國民應有的公共醫療、教育機會與社會之保障。我認為必須要確實加深研究,以利實現公平平等的社會。

(註1) ID4D 2018 Annual Report, World Bank Group
(註2) 本新聞稿中,新生兒指出生~出生後1個月,嬰幼兒指出生後1個月~12個月,幼兒指12個月~6月的兒童。
(註3) UNICEF, “Levels & Trends in Child Mortality Report 2017” P1, October 2017
(註4) UNICEF

全球首次實現困難度高的新生兒指紋辨識

-為什麼至今無法實行新生兒的指紋辨識呢?

指紋具有終生不變、人人不同的特性,因此從指紋的觀點來看,新生兒的指紋是成人指紋縮小版。然而,關於新生兒指紋的先前研究有限,而且也沒有驗證用的資料存在,為了實現新生兒指紋辨識,首先必須理解新生兒的指紋是什麼。   
因此我一開始是聯絡各個大學醫學院與護理系的老師說明想法,向大家請教各種有關新生兒的知識,再加上那時候處在SDGs之前的MDGs時期,因此國際課題不像現在眾所皆知,甚至還有人覺得我的研究動機很不可思議。這些事到現在成為了很美好的回憶。
接著必須要採集新生兒指紋的資料。然而,在先前的調查中發現不適合使用一般指紋辨識、500ppi (pixel per inch)左右解析度的成人用機器拍攝,而且也沒有適合拍攝新生兒指紋的高解析度攝影機存在。如果沒有那就從頭製作了!透過使用各種感測器與拍攝方法的評估,不斷從錯誤中學習,同時製作了取得資料用的試作機。在此藉此機會我想對過去多方面指導我的前輩們致謝。   
試作機完成後,我們很幸運的有個少量但卻可以蒐集資料的機會,使用資料確認新生兒指紋特性之後,發現不只是單純的縮小皮膚表面狀況而已,同時存在其他各種特性,我們得知這些因素都將提高指紋辨識的困難度。   
簡單地說,手指尺寸極小的問題。要精準的拍攝剛出生的嬰兒指紋,就必須在約1cm的正方形區域內清楚地拍下與成人指紋相同未滿20㎛的細線組成的紋路。所以要使用高解析度的CMOS感測器,但只有高解析度對於要拍攝出汗量大的新生兒指紋還是不夠,因此我們將NEC擁有專利的特殊玻璃貼在感測器拍攝面上的方式來改善指紋拍攝的清晰度。根據之前實證實驗的經驗積累,這次採用了新生兒專用設計的2400ppi解析度的機器,終於成功拍下照片。

本次改良的ZAK-X02(2,400ppi)

另外,嬰兒當然不可能乖乖地把手指放在面前的掃描機上,必須由現場的操作員拿起掃描機貼到嬰兒的手指上,幫嬰兒把手指放到拍攝面。只是,嬰兒會因為原始的反應而想要握住手,而且也有因害怕而開始哭泣,所以拍到模糊指紋的風險也同時存在。   
再加上嬰兒體內的水分含量非常高,肌膚很柔軟,所以手指放到攝影面後,只是稍微施壓或移位,就會讓指紋表面會出現數條摺痕,導致拍攝到指紋變形的狀態。這種稱為彈性變形的現象是讓新生兒指紋辨識變得困難的一大障礙,這次我們為了能迅速進行品質確認、只會抽出適當品質的圖像,將先前研究中以操作員目視確認為前提,將2fps (frame per second) 拍攝格率設定改為7fps,來試圖解決這個問題,此外,針對防止彈性變形的這部分,也從硬體面下功夫。我們在掃描面兩側設置了適當高度的隔板設計,讓操作員不容易過度按壓,致使指紋被破壞。另外,拍攝面的寬度、深度也受到這個隔板的限制,讓放在拍攝面的手指難以移動。將近紅外線的LED有效地配置在拍攝面兩側時,或許可加強對彈性變形的因應措施,而這個設計的實現就是源自於這些靈感而來的。透過這些巧思,將所有硬體與軟體做最適當的整合,實現達成一定品質的新生兒指紋拍攝。

因應出生後6小時出院的母嬰,出生2小時後可以開始進行驗證

-請問出生後要多久才能登記、驗證呢?

本掃描機的基本結構從2016年試作階段就開始一部分實際運用,只不過當時還不知道能對應到哪個程度。但在實證實驗中,我們還是成功地拍攝了出生6小時後的新生兒指紋紋路。   
然而,這次的改良,透過實際使用專為新生兒設計的功能,也成功的證實能夠拍攝到出生後2小時的新生兒指紋。或許可能被認為只不過縮短了4小時而已,但透過實證實驗完成縮短4小時是非常重要的一件事,我們持續在肯亞進行實證實驗時,發現到很多地區的母嬰在生產後還不到6小時就出院的事實。聽說是因為有生產後在自家慢慢休養的習慣,以及照護母嬰的家人與地區有非常強烈性的連結。另外,醫院的環境也跟日本大不同。例如,病房裡沒有空調,而且連風扇都關閉的狀況。還有些房間無法關窗或是根本沒有紗窗,這樣狀況都是提升感染瘧疾等疾病的風險。醫院跟家裡的環境差不多,想要回家的想法的媽媽就會變多,聽說大家大概6小時就會出院了,當我看到剛生產完的媽媽拿著行李走過我面前時,我感到驚訝。   
所以能在出生後6小時之內確實完成新生兒指紋登記有很重要的意義,這不但能在出院時確認是不是本人,防止抱錯小孩,而且還能製作嬰兒在這間醫院出生的出生證明資料。只要能在每一間醫院證明是本國籍雙親生下的嬰兒,就能連線到本國國民的出生登記,賦予所有嬰兒合法身分。只是很遺憾的是,從國家的立場,並不是所有被帶到公所的嬰兒都會被認定是國民,非洲的難民問題,是很真實的課題。

開拓新生兒指紋這個前所未有的領域

-之後想要邁向的目標是?

過去嬰兒指紋並不是研究領域的主流。有幾份報告表示出生12個月之後就能運用一般的指紋辨識,但是從出生到出生後半年內的指紋拍攝部分,即使是先前研究也很少見,是未知的領域。我們目前進行的新研究,從研究開始到現在(採訪日期2019年5月23日)還不到14週,兒童的指紋會隨著成長而有什麼樣的變化呢?與成人的指紋有什麼差異呢?從使用電子記錄解析這些問題的角度來看,這個研究也具有重大意義。目前只能在新生兒這個片段的期間採集與辨識指紋,之後希望也能在出生後1歲、5歲、在各種時間點持續進行辨識作業。另外,我也想利用電子記錄確認指紋是否是從出生起的那一刻就終身不變的事實。我認為要實現這些目標,持續的研究是勢在必行。   
當然最終目的只是能夠在必要的時間點上確認新生兒或嬰幼兒是否為本人。這次的研究主要投注在指紋方面,今後也預計運用在人臉辨識等生物辨識技術上。我會持續努力,讓運用生物辨識完成出生證明與出生登記,賦予所有兒童在法律上的人格與合法身分。