Nový poznatok by mohol pomôcť pri vyhodnocovaní stôp nájdených na miestach trestných činov.
Vedecký tím pomocou nového modelu na báze umelej inteligencie zistil, že odtlačky prstov jedného človeka sú si často podobnejšie, než sa pôvodne predpokladalo. Zdroj: Creative Machines lab
Biometria odtlačkov prstov je neoddeliteľnou súčasťou digitálnej autentifikácie a forenznej vedy. Ak však páchateľ zanechá na rozličných miestach činu odtlačky rôznych prstov, je veľmi ťažké ich prepojiť. Takéto odtlačky nemusia vyšetrovatelia zachytiť a vyšetrovanie môže viesť dostratena.
Vo všeobecnosti panuje názor, že odtlačky prstov, hoci aj od tej istej osoby, sú jedinečné, a teda neporovnateľné.
Inžinieri Kolumbijskej univerzity v New Yorku pod vedením Gaba Guoa vytvorili model umelej inteligencie, ktorý týmto tvrdením otriasol. Vedecký tím pomocou nového modelu na báze umelej inteligencie zistil, že odtlačky prstov jedného človeka sú si podobnejšie, než sa pôvodne predpokladalo. Problém sa ukrýva v zaužívanom spôsobe, akým sa odtlačky porovnávajú.
Systém na báze umelej inteligencie
Vedci analyzovali 60 000 odtlačkov prstov z verejnej databázy USA pozostávajúcej zo súborov 10 prstov jednotlivých osôb. Odtlačky vložili po dvojiciach do systému založeného na umelej inteligencii, ktorý je známy ako hĺbková kontrastná sieť (deep contrastive network).
V niektorých prípadoch išlo o dvojice prstov tej istej osoby (avšak o rôzne prsty) a niekedy patrili prsty rozdielnym ľuďom. Skúmané odtlačky vložili do modelu umelej inteligencie v pároch, aby sa postupne naučila vyhodnocovať, ktoré odtlačky patria jednému človeku. Nakoniec model dokázal rozpoznať a prepojiť odtlačky dvojíc prstov jedného človeka so 77-percentou úspešnosťou. Použitím viacerých párov prstov jedného človeka bola úspešnosť ešte vyššia.
Cenné zistenie pre kriminalistov
Podľa vedcov je zistenie o podobnosti odtlačkov prstov jednotlivca zaujímavé nielen preto, že spochybňuje dlhodobo zaužívaný názor o absolútnej jedinečnosti každého odtlačku prsta. Nový poznatok by mohol pomôcť pri vyhodnocovaní stôp nájdených na miestach trestných činov. Ak totiž odtlačky prstov nájdené na mieste činu pochádzajú z iných prstov, ako sú odtlačky prstov v evidencii, nedôjde k zhode, píšu výskumníci v uverejnenej štúdii. Práve zistenie vedcov z Kolumbijskej univerzity v New Yorku by preto mohlo byť prelomové.
„Dúfame, že táto dodatočná informácia by mohla pomôcť pri priorizácii stôp v prípadoch, v ktorých existuje veľa možností, prispieť k oslobodeniu podozrivých, ktorí sú nevinní, alebo dokonca pomôcť nájsť stopy vedúce k vyriešeniu odložených prípadov.“
Nové kritériá pri porovnávaní odtlačkov prstov
V čom je nový prístup vyhodnocovania odtlačkov prstov iný? Podľa autorov štúdie ide o to, že odtlačky porovnávali novým spôsobom. Zaužívaný spôsob je založený na vyhodnocovaní bodov, drobných detailov, ktoré sú hlavnými črtami odtlačku prsta a používajú sa pri porovnávaní. Tieto markanty slúžia na určenie jedinečnosti skúmaného odtlačku.
Model umelej inteligencie sa, naopak, zameral na uhly a zakrivenia vírov a slučiek v strede každého odtlačku prsta. Ako uvádzajú odborníci na stránke Creative Machines lab, systematicky vylučujú falošné podobnosti kontrolou pozadia a jasu obrazu a modality snímača. Zároveň podrobne skúmajú vlastnosti extrahované modelmi hlbokého učenia.
Ako však priznáva Hod Lipson, člen vedeckého tímu, model stále robí chyby. Na dosiahnutie presnejších výsledkov budú musieť vedci do systému dodať ďalšie súbory údajov. Presnejší model umelej inteligencie by ale mohol uľahčiť prácu kriminalistom a prispieť k väčšej úspešnosti pri riešení kriminálnych prípadov.
Podľa Lipsona je tento objav aj ukážkou toho, čo všetko dokáže umelá inteligencia. „Podľa mnohých ľudí nedokáže umelá inteligencia robiť nové objavy, ale len opakuje poznatky,“ povedal. „Tento výskum je však príkladom toho, ako aj pomerne jednoduchá umelá inteligencia, ak jej poskytneme viac-menej jednoduchý súbor údajov, ktorý má výskumná komunita k dispozícii už roky, môže poskytnúť poznatky, ktoré odborníkom unikali celé desaťročia.“
Výsledky projektu, ktorý vznikol v spolupráci laboratória Creative Machines lab Hoda Lipsona na Columbia Engineering a laboratória Embedded Sensors and Computing lab Wenyao Xu na Univerzite v Buffale (SUNY) publikovali v časopise Science Advances.
Zdroj: Columbia Engineering, Science Alert, orf.science, Creative Machines lab
(zh)
