AI odhalila tajomstvo ukryté v ľudských prstoch. Revolučný objav mení pravidlá vyšetrovania zločinov

Už viac ako 100 rokov považujeme odtlačky prstov za nezameniteľné znamenia jedinečnosti každého človeka. Verili sme, že dokonca ani dva rôzne prsty toho istého človeka nemajú rovnaké odtlačky.

No tím výskumníkov práve otriasol týmto základným pilierom kriminalistiky. Pomocou umelej inteligencie dokázali preukázať, že odtlačky z rôznych prstov tej istej osoby nesú spoločné znaky a podobnosti. Informuje o tom web Earth aj štúdia uverejnená v časopise Science. 

Poďme sa spoločne pozrieť, ako k tomuto prevratnému objavu došlo a čo to znamená pre budúcnosť vyšetrovania.

Keď študent spochybní storočnú dogmu

Celý príbeh začal, keď Gabe Guo, študent na Columbia Engineering, začal spochybňovať všeobecne prijímaný predpoklad, že každý odtlačok prsta je absolútne jedinečný. Guo so svojím tímom použil verejnú databázu americkej vlády obsahujúcu približne 60 000 odtlačkov prstov. Do hlbokej kontrastívnej neurónovej siete vkladali páry odtlačkov – niektoré patrili rovnakej osobe, iné rôznym ľuďom.

Výsledky ťa možno prekvapia. Umelá inteligencia sa naučila rozpoznávať, kedy odtlačky, ktoré vyzerali odlišne, v skutočnosti patrili tomu istému človeku, a to s presnosťou až 77 % pre jednotlivé páry. Ak sa použilo viacero vzoriek, presnosť dramaticky stúpla a ponúkla možnosť zvýšiť efektivitu existujúcich forenzných metód viac než desaťnásobne.

„Mnohí ľudia si myslia, že AI nemôže priniesť skutočné nové objavy – že len recykluje existujúce poznatky,“ vysvetlil Hod Lipson z Columbia Engineering, ktorý spolupracoval s Wenyao Xu z University v Buffale. „Ale tento výskum je príkladom toho, ako aj pomerne jednoduchá AI, ktorá dostala štandardný dataset, môže poskytnúť poznatky, ktoré desaťročia unikali expertom.“

Čo umelá inteligencia skutočne vidí v tvojich odtlačkoch

Tradičné forenzné metódy sa spoliehajú na takzvané „minutiae“ – vetvenie a koncové body v papilárnych líniách. AI v tomto výskume však objavila niečo úplne iné.

„AI nevyužívala ,minutiae‘, ktoré sú vetvením a koncovými bodmi v papilárnych líniách – teda vzory používané v tradičnom porovnávaní odtlačkov,“ vysvetlil Guo. „Namiesto toho využívala niečo iné, súvisiace s uhlami a zakriveniami špirál a slučiek v strede odtlačku prsta.“

Tím použil hlboké dvojité neurónové siete na extrahovanie reprezentačných vektorov odtlačkov. Zistili, že podobnosti platia naprieč všetkými kombináciami prstov v rámci tej istej osoby. Dokonca fungujú aj medzi prstami z rôznych rúk.

Výskumníci tiež objavili, že orientácia papilárnych línií, najmä v blízkosti stredu odtlačku, vysvetľuje podstatnú časť tejto podobnosti. Minutiae používané v tradičných metódach sa ukázali ako takmer neprediktívne.

Boj o uznanie vedeckého objavu

Napriek sľubným výsledkom sa tím stretol s odporom. Uznávaný forenzný časopis zamietol ich článok. Nechceli akceptovať myšlienku, že rôzne prsty môžu vytvárať odtlačky so spoločnými charakteristikami.

„Ak tieto informácie môžu zmeniť rovnováhu, predstavujem si, že by nevyriešené prípady mohli začať znovu vyšetrovať. Dokonca by nevinní ľudia mohli získať slobodu,“ poznamenal Lipson.

Výskumníci tiež podrobne preskúmali, ktoré konkrétne vlastnosti odtlačkov nesú tieto podobnosti. Zistili, že binarizované obrazy (zjednodušené na čierne a biele) sa správali takmer rovnako dobre ako pôvodné obrazy. Znamená to, že podobnosť pochádza prevažne z prirodzených vzorov papilárnych línií. Nevytvárajú ju vedľajšie charakteristiky ako jas obrazu, šum pozadia alebo tlak pri odoberaní vzorky.

Revolúcia vo vyšetrovaní zločinov

Predstav si praktické využitie: Vyšetrovatelia našli dva odtlačky prstov (pravého ukazováka a pravého prostredníka) na mieste činu A. Z miesta činu B získali iné dva odtlačky (ľavého malíčka a ľavého palca). Majú zoznam 1 000 potenciálnych podozrivých z miesta A a ďalších 1 000 podozrivých z miesta B.

Tradičné metódy nedokážu určiť, či odtlačky z oboch miest patria tej istej osobe. Potrebovali by všetky odtlačky prstov všetkých podozrivých. Ale s touto novou technológiou by zoznamy mohli zredukovať. Namiesto 1 000 podozrivých by mohli priorizovať približne 40 kandidátov s vyššou pravdepodobnosťou.

Dlhodobým cieľom výskumníkov je vytvoriť doplnkový nástroj pre orgány činné v trestnom konaní. Ten by zvýšil efektivitu vyšetrovania komplikovaných prípadov. AI síce nemôže oficiálne uzavrieť právnu záležitosť, ale môže zúžiť okruh podozrivých. Dokáže tiež prepojiť rôzne miesta činu na základe čiastočných zhôd.

Aniv Ray a Judah Goldfeder, ďalší členovia tímu, naznačili, že úspech projektu by mohol dramaticky vzrásť s väčšími datasetmi: „Len si predstav, ako dobre to bude fungovať, keď to natrénujeme na miliónoch namiesto tisícov odtlačkov.“

Táto štúdia ukazuje, že umelá inteligencia dokáže odhaliť vzory, ktoré tradičné analytické metódy prehliadajú. Zdôrazňuje tiež hodnotu otvorených datasetov, ktoré vedci nedostatočne využívali v mnohých oblastiach výskumu. Tieto zistenia prinútia forenzných expertov prehodnotiť zaužívané postupy. Zvlášť keď nájdu viaceré odtlačky od toho istého podozrivého na rôznych miestach.

„Ešte vzrušujúcejšie je, že vysokoškolák bez akéhokoľvek forenzného vzdelania môže pomocou AI úspešne spochybniť široko uznávaný predpoklad celého odboru,“ uzavrel Lipson. Poukazuje tým na budúcnosť, kde nečakané prelomy prichádzajú zo sviežich perspektív.

Umelá inteligencia nám pomáha objaviť doteraz neznáme súvislosti. Tie môžu znamenať revolúciu vo vyšetrovaní trestných činov a v chápaní samotnej identity človeka vyjadrenej v jeho odtlačkoch prstov.

Čítajte viac z kategórie: Inovácie a Eko