Tecnología biométrica manual
Esta lección no solo explora cómo los ingenieros incorporan tecnologías biométricas en los productos, sino que también explora los desafíos de los ingenieros que deben sopesar la privacidad, la seguridad y otros problemas al diseñar un sistema. Los estudiantes exploran diferentes técnicas biométricas, encuentran su propia biometría de geometría de manos y luego trabajan en equipos para diseñar un sistema de seguridad de alta tecnología para un museo.
- Aprenda sobre la tecnología biométrica.
- Obtenga información sobre la planificación y el diseño de productos de ingeniería.
- Aprenda a satisfacer las necesidades de la sociedad.
- Aprender sobre el trabajo en equipo y el trabajo en grupo.
Rangos de Edad: 8 - 18
Materiales de Construcción (para cada equipo)
Materiales Requeridos
- Lápices
- Hojas de papel en blanco
- Los gobernantes
- Copias de todos los códigos de geometría de la mano
Reto de Diseño
Usted es un equipo de ingenieros que tiene la tarea de determinar su propio código de geometría de mano personal. Luego, usará los resultados para determinar si las plantillas o números de geometría de mano personal serían lo suficientemente únicos como para servir como elemento en un nuevo sistema de seguridad para un museo.
Criterios
- Trace la mano lo más cerca posible de la piel.
Limitaciones
- Utilizar solo los materiales proporcionados.
- Divida la clase en equipos de 2-3.
- Reparta la hoja de trabajo Hand Biometrics, así como algunas hojas de papel para dibujar diseños.
- Analice los temas de la sección Conceptos básicos. Considere preguntar a los estudiantes qué características físicas podrían usarse para identificarlos como personas.
- Revise el Proceso de Diseño de Ingeniería, el Desafío de Diseño, los Criterios, las Limitaciones y los Materiales.
- Proporcione a cada equipo sus materiales.
- Parte 1: Explique que los estudiantes deben usar el proceso a continuación para determinar su propio código de geometría de mano personal, luego determinar el código de sus compañeros de equipo. Se debe compartir con la clase una copia del código de geometría de la mano de cada estudiante.
● Trace su mano derecha en una hoja de papel, manteniendo el lápiz lo más cerca posible de su piel.
● Con una regla, mida lo siguiente en centímetros:
○ A: Distancia entre la yema del dedo índice y el nudillo inferior en cm
○ B: ancho del dedo anular, medido a través del nudillo superior en cm
○ C: ancho de la palma a lo largo de 4 nudillos inferiores en cm
○ D: Ancho de la palma desde el nudillo medio del pulgar hasta la mano en cm
● Registre los 4 números en el orden A, B, C, D, que es su código de geometría de mano personal. - Parte 2: Como equipo, los estudiantes evalúan los códigos de geometría de sus compañeros de clase. Estos representarán los códigos del personal que necesita acceder a un museo durante las horas de la noche para verificar un grupo de pinturas invaluables.
● El equipo debe discutir y responder las siguientes preguntas para ayudar a formar su plan para incorporar datos biométricos en el nuevo sistema de seguridad del museo.
○ ¿Cuán similares eran los códigos de plantilla de geometría que examinó? ¿Qué observaste que fue más similar? ¿Qué determinó su equipo para ser diferente en el grupo?
○ ¿Qué problemas imagina que podría encontrar un empleado al colocar su mano en el dispositivo de escaneo biométrico?
○ ¿Existe alguna guía que su equipo de ingeniería recomendaría con respecto a la captura de los códigos de cada empleado o al escaneo de la mano del empleado en la entrada del museo?
○ ¿Crees que los escaneos de huellas dactilares serían más efectivos? ¿Por qué? ¿Por qué no?
● Los equipos desarrollan y documentan un nuevo sistema de seguridad a partir de las preguntas que respondieron anteriormente. - Como clase, discuta las preguntas de reflexión de los estudiantes.
- Para obtener más contenido sobre el tema, consulte la sección "Explora Más."
Reflexión Estudiantil (cuaderno de ingeniería)
- La biometría se puede aplicar a muchas situaciones, como seguridad de inicio de sesión de computadora, reconocimiento de empleados, sistemas de registro de tiempo o asistencia e identificación de votantes. Como equipo de “ingenieros”, describa otras tres situaciones en las que crea que los ingenieros deberían considerar incorporar tecnología biométrica para resolver problemas. Indique si alguna de estas situaciones podría justificar un sistema de dos niveles, donde la biometría manual es uno de los dos niveles de verificación.
- Pregunta: En Walt Disney World, las medidas biométricas se toman de los dedos de los huéspedes para garantizar que el boleto de la persona sea utilizado por la misma persona todos los días. ¿Tiene preocupaciones de privacidad sobre esto? ¿Por qué? ¿Por qué no? Si fueras parte del equipo de ingeniería de este proyecto, ¿qué harías para garantizar la privacidad?
Modificación de Tiempo
La lección se puede realizar en tan solo 1 período de clase para estudiantes mayores. Sin embargo, para ayudar a los estudiantes a no sentirse apresurados y asegurar el éxito de los estudiantes (especialmente para los estudiantes más jóvenes), divida la lección en dos períodos para que los estudiantes tengan más tiempo para intercambiar ideas, probar ideas y finalizar su diseño. Realice las pruebas y el informe en el próximo período de clases.
¿Qué es la biometría?
La biometría (griego antiguo: bios = "vida", metron = "medida") es el estudio de métodos para reconocer de forma única a los seres humanos basándose en uno o más rasgos físicos o de comportamiento intrínsecos. En tecnología de la información, la “autenticación biométrica” se refiere a tecnologías que miden y analizan las características físicas y de comportamiento humanas con fines de autenticación. Los ejemplos de características físicas (o fisiológicas o biométricas) incluyen huellas dactilares, retinas e iris oculares, patrones faciales y medidas de las manos, mientras que ejemplos de características principalmente de comportamiento incluyen patrones de firma, marcha y mecanografía.
Ejemplos de Aplicaciones
- Desde principios del siglo XX, los ciudadanos brasileños han utilizado tarjetas de identificación que incorporan datos biométricos basados en huellas dactilares.
- Microsoft ha introducido un lector de huellas dactilares que evita que personas no autorizadas utilicen las computadoras.
- Muchos países han implementado pasaportes biométricos que combinan identidad electrónica y en papel, utilizando datos biométricos para autenticar la ciudadanía de los viajeros. La información crítica del pasaporte se almacena en un pequeño chip de computadora RFID.
El icono en la parte inferior del frente del pasaporte indica que un pasaporte incorpora tecnología biométrica.
Biometría de geometría manual
La geometría de la mano es un método biométrico que identifica a los usuarios por la forma de sus manos. Los lectores de geometría manual miden la mano de un usuario a lo largo de muchas dimensiones y comparan esas medidas con las medidas almacenadas en un archivo.
Los dispositivos de geometría manual viables se han fabricado desde principios de la década de 1980, lo que convierte a la geometría manual en la primera biométrica en encontrar un uso computarizado generalizado. Sigue siendo popular; las aplicaciones comunes incluyen control de acceso y operaciones de control de presencia.
Dado que no se cree que la geometría de la mano sea tan única como las huellas dactilares o la retina, la toma de huellas dactilares y el escaneo de retina siguen siendo la tecnología preferida para aplicaciones de alta seguridad. La geometría de la mano es muy confiable cuando se combina con otras formas de identificación, como tarjetas de identificación o números de identificación personal. En poblaciones grandes, la geometría de la mano no es adecuada para las llamadas aplicaciones de uno a muchos, en las que se identifica a un usuario a partir de sus datos biométricos sin ninguna otra identificación.
- Biometría: el estudio de métodos para reconocer a los seres humanos de forma única basándose en uno o más rasgos físicos o de comportamiento intrínsecos.
- Autenticación biométrica: tecnologías que miden y analizan las características físicas y del comportamiento humano con fines de autenticación.
- Restricciones: limitaciones de material, tiempo, tamaño del equipo, etc.
- Criterios: Condiciones que debe satisfacer el diseño como su tamaño total, etc.
- Ingenieros: inventores y solucionadores de problemas del mundo. Se reconocen veinticinco especialidades importantes en ingeniería (ver infografía).
- Proceso de diseño de ingeniería: los ingenieros de procesos utilizan para resolver problemas.
- Hábitos de la mente de ingeniería (EHM): Seis formas únicas en que piensan los ingenieros.
- Hand Geometry: un biométrico que identifica a los usuarios por la forma de sus manos. Los lectores de geometría manual miden la mano de un usuario a lo largo de muchas dimensiones y comparan esas medidas con las medidas almacenadas en un archivo.
- Iteración: Probar y rediseñar es una iteración. Repetir (múltiples iteraciones).
- Prototipo: Modelo funcional de la solución a probar.
Enlaces a Internet
- ¿Cómo funciona una instalación de recuperación de materiales (MRF)?
- PBS NewsHour: Por qué no debería reciclar bolsas de plástico en casa
- Recorrido por las instalaciones de reciclaje de clasificación cero de Casella
- Proyecto de rueda de basura de Baltimore Waterfront
- ¿Clasificar o no clasificar? Esa es la cuestión del reciclaje.
- El reciclaje de flujo único es más fácil para los consumidores, pero ¿es mejor?
- Con el reciclaje de 'flujo único', la comodidad tiene un costo
Lectura Recomendada
- Ver Reciclaje y basura en el interior de Alex Frith (ISBN: 978-1409507413)
- Seguimiento de la basura: Flotsam, Jetsam y la ciencia del movimiento oceánico (serie Científicos en el campo) por Loree Griffin Burns (ISBN: 978-0547328607)
- Plastic, Ahoy !: Investigating the Great Pacific Garbage Patch por Patricia Newman y Annie Crawley (ISBN: 978-1467712835)
- Qué desperdicio: basura, reciclaje y protección de nuestro planeta por Jess French (ISBN: 978-1465481412)
Actividad de Escritura
El proyecto de la rueda de basura del puerto de Baltimore, conocido cariñosamente como Mr. Trash Wheel, utiliza una rueda giratoria para sacar la basura y los escombros del agua y recogerlos en una barcaza de basura. La corriente del río Jones Falls, que desemboca en el puerto, impulsa la rueda recolectora de basura. En los días en que la corriente no es lo suficientemente fuerte como para hacer girar el volante, los paneles solares proporcionan energía de respaldo. El Sr. Trash Wheel ha recolectado más de 999 toneladas de basura desde el 9 de mayo de 2014. ¿Qué partes del diseño del Baltimore Harbor Trash Wheel crees que son las más útiles e importantes? ¿Por qué crees que es tan importante para una ciudad como Baltimore? Piense en el lugar donde vive. ¿Hay áreas de su comunidad que podrían usar una máquina de limpieza inventiva? ¿Qué tipo de máquina de limpieza crearía para ayudar a su comunidad? ¿Qué beneficios traería? ¿Qué desafíos enfrentaría?
Alineación con los marcos curriculares
Nota: Los planes de lecciones de esta serie están alineados con uno o más de los siguientes conjuntos de estándares:
- Estándares de educación científica de EE. UU. (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- Estándares de ciencia de la próxima generación de EE. UU. (http://www.nextgenscience.org/)
- Estándares de Alfabetización Tecnológica de la Asociación Internacional de Educación Tecnológica (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- Principios y estándares para las matemáticas escolares del Consejo Nacional de Profesores de Matemáticas de EE. UU. (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- Estándares Estatales Básicos Comunes de EE. UU. Para Matemáticas (http://www.corestandards.org/Math)
- Estándares de Informática de la Asociación de Maestros de Ciencias de la Computación K-12 (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Estándares Nacionales de Educación Científica Grados K-4 (de 4 a 9 años)
ESTÁNDAR A DE CONTENIDO: La ciencia como investigación
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Habilidades necesarias para realizar investigaciones científicas.
- Comprensión de la investigación científica
ESTÁNDAR DE CONTENIDO E: Ciencia y Tecnología
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Habilidades de diseño tecnológico
- Comprensión de ciencia y tecnología.
ESTÁNDAR DE CONTENIDO F: La ciencia en perspectivas personales y sociales
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar la comprensión de
- Ciencia y tecnología en desafíos locales
Estándares Nacionales de Educación Científica Grados 5-8 (edades 10-14)
ESTÁNDAR A DE CONTENIDO: La ciencia como investigación
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Habilidades necesarias para realizar investigaciones científicas.
- Comprensión de la investigación científica
ESTÁNDAR DE CONTENIDO E: Ciencia y Tecnología
Como resultado de las actividades en los grados 5-8, todos los estudiantes deben desarrollar
- Habilidades de diseño tecnológico
- Comprensión de ciencia y tecnología.
ESTÁNDAR DE CONTENIDO F: La ciencia en perspectivas personales y sociales
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar la comprensión de
- Riesgos y beneficios
- Ciencia y tecnología en la sociedad
Estándares Nacionales de Educación Científica Grados 9-12 (14-18 años)
ESTÁNDAR A DE CONTENIDO: La ciencia como investigación
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Habilidades necesarias para realizar investigaciones científicas.
- Comprensión de la investigación científica
ESTÁNDAR DE CONTENIDO E: Ciencia y Tecnología
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Habilidades de diseño tecnológico
- Comprensión de ciencia y tecnología.
Estándares Nacionales de Educación Científica Grados 9-12 (14-18 años)
ESTÁNDAR DE CONTENIDO F: La ciencia en perspectivas personales y sociales
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar la comprensión de
- Ciencia y tecnología en desafíos locales, nacionales y globales
ESTÁNDAR DE CONTENIDO G: Historia y naturaleza de la ciencia
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar la comprensión de
- Perspectivas historicas
Estándares de Ciencias de la Próxima Generación Grados 3-5 (Edades 8-11)
Ondas y sus aplicaciones en tecnologías para la transferencia de información
Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:
- 4-PS4-3. Genere y compare múltiples soluciones que utilizan patrones para transferir información.
Diseño de ingeniería
Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:
- 3-5-ETS1-1. Defina un problema de diseño simple que refleje una necesidad o un deseo que incluya criterios específicos para el éxito y limitaciones de materiales, tiempo o costo.
- 3-5-ETS1-2. Genere y compare múltiples soluciones posibles a un problema basándose en qué tan bien es probable que cada una cumpla con los criterios y limitaciones del problema.
Estándares de Ciencias de la Próxima Generación Grados 6-8 (Edades 11-14)
Diseño de ingeniería
Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:
- MS-ETS1-2 Evaluar las soluciones de diseño de la competencia mediante un proceso sistemático para determinar qué tan bien cumplen con los criterios y limitaciones del problema.
Principios y estandares para matematica escolar
Estándar numérico y de operaciones
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Comprender números, formas de representar números, relaciones entre números y sistemas numéricos.
- Calcule con fluidez y haga estimaciones razonables.
Conexiones estándar
Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar
- Comprender cómo las ideas matemáticas se interconectan y se complementan entre sí para producir un todo coherente.
- Reconocer y aplicar las matemáticas en contextos fuera de las matemáticas.
Estándares de alfabetización tecnológica: todas las edades
La naturaleza de la tecnología
- Estándar 1: Los estudiantes desarrollarán una comprensión de las características y el alcance de la tecnología.
- Estándar 3: Los estudiantes desarrollarán una comprensión de las relaciones entre las tecnologías y las conexiones entre la tecnología y otros campos de estudio.
Tecnología y Sociedad
- Estándar 4: Los estudiantes desarrollarán una comprensión de los efectos culturales, sociales, económicos y políticos de la tecnología.
- Estándar 6: Los estudiantes desarrollarán una comprensión del papel de la sociedad en el desarrollo y uso de la tecnología.
Diseño
- Estándar 8: Los estudiantes desarrollarán una comprensión de los atributos del diseño.
- Estándar 9: Los estudiantes desarrollarán una comprensión del diseño de ingeniería.
- Estándar 10: Los estudiantes desarrollarán una comprensión del papel de la resolución de problemas, la investigación y el desarrollo, la invención y la innovación y la experimentación en la resolución de problemas.
Habilidades para un mundo tecnológico
- Estándar 11: Los estudiantes desarrollarán habilidades para aplicar el proceso de diseño.
- Estándar 13: Los estudiantes desarrollarán habilidades para evaluar el impacto de productos y sistemas.
El mundo diseñado
- Estándar 15: Los estudiantes desarrollarán una comprensión y serán capaces de seleccionar y utilizar biotecnologías agrícolas y afines.
- Estándar 17: Los estudiantes desarrollarán una comprensión y serán capaces de seleccionar y utilizar tecnologías de la información y la comunicación.
Estándares Estatales Básicos Comunes para Matemáticas Escolares Grados 2-8 (edades 7-14)
Medida y datos
- Mida y calcule longitudes en unidades estándar.
- CCSS.Matemáticas.Contenido.2.MD.A.1 Mida la longitud de un objeto seleccionando y usando las herramientas apropiadas, como reglas, patrones de medida, palos de medición y cintas métricas.
- CCSS.Matemáticas.Contenido.2.MD.A.3 Estime las longitudes usando unidades de pulgadas, pies, centímetros y metros.
Ingeniería Industrial
Ingeniería InformáticaBiometría y geometría manual
Las plantillas biométricas contienen información extraída de rasgos biométricos. Los códigos resultantes se pueden utilizar para la identificación en una variedad de situaciones. En esta actividad, determinará su propio código de geometría de mano personal.
Paso Uno:
- Traza tu mano derecha en una hoja de papel, manteniendo el lápiz lo más cerca posible de tu piel.
- Con una regla, mida lo siguiente en centímetros (vea el diagrama a continuación):
A: Distancia desde la yema del dedo índice hasta el nudillo inferior ________cm
B: Ancho del dedo anular, medido a través del nudillo superior _______cm
C: Ancho de la palma a través de 4 nudillos inferiores ________cm
D: Ancho de la palma desde el nudillo medio del pulgar hasta la mano _______cm
