As Redes Neurais

Redes Neurais Artificiais: e suas aplicações

Daniela da Silva, Mariele Fioreli Pereira da Costa

Resumo. A necessidade de um registro rápido e eficiente de controlar a frequência dos funcionários de uma dada empresa mostrou grande oportunidade de automação com a utilização da identificação biométrica por impressão digital, tornando o controle integro e ágil, otimizando o fluxo dos funcionários, e garantindo a disponibilidade da informação, atingindo assim a eficiência necessária no sistema de apuração como um todo. Esse artigo tem por objetivo realizar uma introdução teórica conceitual as redes neurais artificiais, que tem por finalidade apresentar o estudo sobre a utilização da técnica de verificação da Biometria Digital, técnica essa utilizada na área da biometria que possibilita o reconhecimento de padrões. Biometria baseia-se nas características físicas ou comportamentais únicas de cada individuo, com objetivo de facilitar o processo de identificação. Dentre todas as técnicas disponíveis em biometria apresentaremos a biometria digital, destacando sua importância, vantagens e desvantagens. Palavras-chaves: Redes Neurais Artificiais, Biometria Digital e reconhecimento de padrões.

Introdução

A biometria é ciência que estuda as medidas físicas dos seres vivos, pode ser definida como sendo as mensurações fisiológicas ou características de comportamento que podem ser utilizadas para verificação de identidade do individuo. Inicialmente estas técnicas eram empregadas em aplicações especializadas de alta segurança, entretanto vendo agora sua utilização e proposta de uso em uma crescente área do nosso dia a dia, permitindo a identificação das pessoas, através dos traços físicos característicos e únicos de cada ser humano: os traços faciais, a íris e a impressão digital . (P.NORVIG; S.RUSSELL, 2004).

No século II A.C., os governantes chineses já usavam as impressões digitais para lacrar documentos importantes. Foi à primeira vez na história que as impressões digitais identificaram positivamente as pessoas. Desde então, a técnica de reconhecimento de impressões digitais evoluiu e passou a ser integrada em grande escala, tornando-se o principal método para comprovar, de forma inegável, a identidade de uma pessoa.

No desenvolver do trabalho apresentaremos o que é biometria e o porquê da escolha de impressão digital como mecanismo de identificação em empresas, incluindo um estudo da identificação por impressão digital, mostrando quais são os tipos existentes, como se pode efetuar a classificação através das minúcias e assim como a identificação única pode ser obtida. Como o foco do trabalho é o uso da biometria digital atualmente nas empresas, como ferramenta para melhor desempenho nos processos de identificação automatizada dos funcionários para a utilização do relógio ponto utilizado para controle de fluxo, deixando claro, suas vantagens e desvantagens.

Histórico das Redes Neurais

As Redes Neurais Artificiais é a mais antiga técnica de Inteligência Artificial (IA) em uso, foi desenvolvido na década de 40, por Walter Pitts e Mac Culloch, o primeiro matemático e o segundo neurofisiologista. A ideia era fazer uma analogia entre neurônios biológicos e circuitos eletrônicos, capazes de simular conexões sinápticas pelo uso de resistores variáveis e amplificadores para se comportarem como neurônios, após isso se esperava conecta-los, formando uma rede capaz de emular a estrutura e o funcionamento do cérebro humano, sendo capaz de raciocinar e resolver qualquer tipo de problema. (P.NORVIG; S.RUSSELL, 2004).

Também representam uma tecnologia que possui raízes em muitas disciplinas: neurociência, matemática, estatística, física, ciência da computação e engenharia. (HAYKIN, 20011). Uma rede neural artificial é um modelo computacional capaz de, entre outras funções, armazenar, classificar padrões, realizar interpolação de funções não-lineares e apresentar soluções heurísticas para problemas de otimização.

Em 1969, Minsk e Papert, demonstraram sérias limitações dessa teoria e as Redes Neurais ficaram adormecidas até a década de 80, quando voltaram, atrairão a atenção da comunidade cientifica, focando em que tipo de problema que poderiam de fato resolver. Embora elas posam ser usadas para resolver vários problemas práticos, a sua maior utilização é na resolução de problemas que podem ser classificados como o reconhecimento de padrões, como reconhecimento de voz, imagens (face, impressões digitais) e objetos em geral.

Uma rede neural é especificada, principalmente pela sua topologia, pelas características dos nós e pelas regras de treinamento, a maioria dos modelos possui alguma regra de treinamento, onde os pesos de suas conexões são ajustados de acordo com os padrões apresentados.

Arquiteturas neurais são tipicamente organizadas em camadas, com unidades que podem estar conectadas às unidades da camada posterior.

Usualmente as camadas são classificadas em três grupos: Camada de Entrada: onde os padrões são apresentados à rede; Camadas Intermediárias ou Escondidas: onde é feita a maior parte do processamento, através das conexões ponderadas, podem ser consideradas como extratoras de características; Camada de Saída: onde o resultado final é concluído e apresentado, conforme Figura 1.

Figura 1.- Rede neural tipo MLP

Biometria

Biometria é o estudo das características únicas dos indivíduos, utilizado para sua identificação (LIU, 2001). Ela possibilita o reconhecimento e identificação dos indivíduos através de análises das características físicas tais como a impressão digital, a íris, a retina, a face, reconhecimento de voz. Para tanto, ela baseia- se nas características comuns que são distinguíveis entre pessoas diferentes, isto é, características físicas ou comportamentais que são comuns a todos, porem únicas para cada individuo (CONSORTIUM, 2006).

Dentre as analises, a impressão digital por ser o meio de identificação biométrica atualmente mais barata e, também, por ser relativamente seguro. É a técnica de identificação biométrica mais antiga, e tem sido utilizada com sucesso em inúmeras aplicações, nos dias de hoje, é utilizada em relógio ponto que é usado para controle de fluxo dos funcionários (DOS SANTOS, 2007). A identificação biométrica por impressão digital é definida como segura pelo principio da unicidade, onde são estimados que a possibilidade de duas pessoas, incluindo gêmeos, terem as mesmas impressões digitais é menor que