Gait analysis: Is it easy to learn to walk like someone else?

Abstract

NORSK: I denne masteroppgaven skal vi undersøke hvorvidt det er lett eller vanskelig å lære seg å gå som en annen persons slik at en vil bli godkjent av et autentiseringssystem som baserer seg på ganglag. I de senere år har det vært endel studier rundt hvorvidt ganglag kan brukes for å autentisere en person. Hvis det viser seg å være veldig lett å lære seg å gå som en annen persons, da burde antakelig ikke ganglagsautentisering brukes som den eneste autentiseringsteknikken. Vi undersøker vanskelighetsgraden av å imitere ganglag ved hjelp av en 3-akset sensor som blir båret av brukeren. En prototype som leser disse aksellerasjonsdataene, og som plotter disse som 3 grafer i et koordinasjonssystem vist på en storskjerm er utviklet. Målet er å se hvorvidt brukeren klarer å lære seg å gå på en slik måte at hans grafer vil matche 3 templategrafer, som også er plottet i koordinatsystemet. Hvert forsøk varer i 5 sekunder, og i enden av dem vil en poengsum mellom 0 og 100 poeng bli gitt, basert på hvor like imitatorens grafer og de orginale grafene er. Vi bruker Pearsons korrelasjon for å regne ut dette. Eksperimentet har 13 deltakere, og vi har laget 5 ulike templater som hver deltaker skal prøve å etterlikne 15 ganger. Resultatene fra vår dataanalyse viser at det faktisk virker rimelig lett å lære seg å gå som en annen person, og slik sett bli akseptert av et ganglagsautentiseringssystem.

ENGELSK: In this master’s thesis, we will look at whether it is easy or difficult to learn to walk like someone else in such a way that one will be accepted by an authentication system, based on gait. In the last couple of years, there have been some studies about whether gait can be used in order to authenticate a person. If it turns out to be very easy to learn to walk like another person, then gait authentication should probably not be used as the only authentication technique. We investigate the ease of gait mimicking by means of a 3-axis sensor worn by the user. A prototype is created, which reads this acceleration data, and plots it as 3 graphs in a coordinate system, shown on a big screen. The aim is to see whether the user manages to learn to walk in such a way that his graphs match 3 template graphs, which are also plotted in the same coordinate system. Every attempt lasts 5 seconds, and a score between 0 and 100 will be given in the end of each, based on how similar the impersonator’s graphs are to the original graphs. We use Pearson’s correlation to calculate this. The experiment has 13 participants, and we have created 5 different templates which each participant will attempt to imitate 15 times. The results from our data analysis are showing that it actually seems rather easy to learn to walk like another person, and hence to be accepted by a gait authentication system.