Исследовательская команда Колумбийского университета в США использовала искусственный интеллект (ИИ), чтобы опровергнуть распространенное предположение об уникальности отпечатков человеческих пальцев. Результаты эксперимента, продолжавшегося три года, были опубликованы в журнале Science Advances. Это открытие может стать переломным моментом в сфере криминалистики и судебной экспертизы, считает профессор университета Ход Липсон.
Группу ученых в 2021 году возглавил первокурсник факультета инженерии Гейб Го. Студент предложил коллегам обратиться к открытой базе данных дактилоскопического1 учета правительства США и занести отпечатки пальцев попарно в систему DCN (Deep Contrastive Network2). Программа, основанная на ИИ, проанализировала около 60 тысяч следов. Пары отпечатков, которые загружались в систему, могли принадлежать как одному человеку, так и разным людям.
Изначально DCN использовалась для распознавания лиц. С помощью обучения исследователи смогли перенастроить нейросеть на другой объект и добиться точности идентификации в 77%. Программе в большинстве случаев удавалось определить, принадлежат ли загруженные отпечатки одному и тому же человеку. Эта система может увеличить эффективность судебной экспертизы примерно в десять раз, говорится в пресс-релизе Колумбийского университета.
Гипотеза об уникальном наборе отпечатков используется в криминалистике в качестве постулата3. Несмотря на то, что это предположение все еще не доказано наукой, его нельзя назвать безосновательным, считают студенты факультета судебной медицины Лозаннского университета. Еще до рождения дети проходят через «случайный генеративный процесс», в ходе которого у каждого ребенка на подушечках пальцев образуются «узоры» и линии разного вида, объясняют они в письме The Guardian.
Сначала исследовательская группа не планировала «потрясать устои» и просто хотела обучить модель ИИ на базе отпечатков пальцев, считает Евгений Арсюхин, обозреватель «Комсомольской правды». Однако нейросеть, раньше использовавшаяся только для работы с лицами, стала анализировать следы полностью, не обходя стороной те папиллярные линии4, которые сосредоточены в центре подушечек. Эту часть дактилоскопия обычно игнорирует, отмечает Арсюхин.
Руководитель эксперимента Гейб Го привел в статье, описывающей результаты исследования, похожее объяснение работы нейросети: «Искусственный интеллект не концентрировался на “мелочах», которые представляют собой разветвления и конечные точки в гребнях отпечатков пальцев. Это те шаблоны, которые используются при традиционном сравнении следов. Вместо этого ИИ использовал что-то другое, связанное с углами и изгибами завитков и петель в центре отпечатка пальца».
Авторы исследования признаются, что их программа все еще нуждается в доработке. Нейросеть показала свою эффективность только на ограниченной выборке, найденной в открытом доступе. Поэтому необходимо провести тщательную проверку с использованием данных с более широким охватом. «Только представьте, как хорошо программа будет работать, если обучить ее на миллионах, а не на тысячах отпечатков пальцев», – сказал член исследовательской группы Анив Рэй в разговоре с PR-директором факультета инженерии Колумбийского университета Холли Эвартс.
Эксперимент показал, что на нынешнем этапе развития ИИ может не только перерабатывать и компилировать уже существующие данные, но и совершать новые открытия. «Довольно простой искусственный интеллект способен предоставить информацию, которая десятилетиями ускользала от экспертов», – приводит слова профессора Колумбийского университета Хода Липсона РБК.
- Дактилоскопия – способ опознания (идентификации) человека по следам пальцев рук (в том числе ладоней рук), основанный на неповторимости рисунка папиллярных линий кожи.
- Deep Contrastive Network (DCN) – глубокая контрастивная (сравнительная) сеть, которая тренируется на парах примеров, которые либо похожи друг на друга, либо сильно отличаются. Задача модели — научиться различать эти пары.
- Постулат – исходное положение, принимаемое без доказательств.
- Папиллярные линии – это уникальные и неповторимые узоры, которые находятся на пальцах человека. Они образуются в результате развития эмбриона и остаются неизменными на протяжении всей жизни.