Odciski palców nie są tak unikatowe, jak nam się wydawało

Zdjęcie: Mapa zaznaczająca obszar opuszków palca, w którym odciski tej samej osoby są najbardziej podobne | fot. Gabe Guo/Columbia Engineering

Przełomowe badanie pokazuje, iż odciski palców nie są tak wyjątkowe, jak do tej pory sądzono.

Jedną z cudownych cech ludzi jest wyjątkowość każdego z naszych ciał. Chociaż na tym naszym globie żyło ponad 100 miliardów ludzi, naukowcy uważają, iż żadne dwa odciski palców nie były identyczne. Uważa się, iż wzór linii i okółków na każdym ludzkim odcisku palca nie ma powtórzenia na żadnym innym palcu. Uważano, iż choćby poszczególne palce konkretnego człowieka znacznie się od siebie różnią. Jednak według nowego badania odciski na każdym z palców mogą nie różnić się tak bardzo, jak nam się wydawało.

Korzystając z sieci neuronowej, zespół naukowców pod kierownictwem starszego inżyniera Gabe’a Guo z Columbia University zidentyfikował różne odciski palców należące do tej samej osoby – lub odciski śródosobowe – ze skutecznością sięgającą 77 procent w przypadku pojedynczej pary odcisków.

„Sugerujemy, iż podobieństwa w zakresie odcisków palców między osobami są interesujące nie tylko dlatego, iż podważają długo utrzymywane przekonania, ale także dlatego, iż podobieństwo to może pomóc w ulepszeniu możliwości znajdowania wskazówek do dochodzeń, gdy odciski palców uzyskane z miejsc zbrodni pochodzą z innych palców niż tych, których odciski palców są już w aktach” – piszą Guo i jego współpracownicy w swojej pracy.

Prace rozpoczęto od publicznej amerykańskiej bazy danych zawierającej około 60.000 odcisków palców, składającej się z zestawów 10 palców poszczególnych osób. Guo i jego współpracownicy chcieli sprawdzić, czy sieć neuronowa będzie w stanie zidentyfikować podobieństwa między odciskami śródosobistymi. Wprowadzili pary tych odcisków do sieci neuronowych, które są rodzajem sztucznej inteligencji. Czasami pary były odciskami osobistymi, czasami odciskami dwóch różnych osób.

Różnica pomiędzy pracą zespołu a wcześniejszymi technikami identyfikacji odcisków palców polega na cechach odcisków palców, na których skupiała się sztuczna inteligencja.

„Sztuczna inteligencja nie korzystała z minucji, czyli rozgałęzień i punktów końcowych grzbietów odcisków palców – wzorów stosowanych w tradycyjnym porównywaniu odcisków palców” – wyjaśnia Guo. „Zamiast tego użył czegoś innego, związanego z kątami i krzywiznami wirów i pętli w środku odcisku palca”.

Z biegiem czasu sieć lepiej identyfikowała, kiedy dwa różne odciski należały do tej samej osoby. Chociaż każdy odcisk palca na tej samej dłoni był przez cały czas niepowtarzalny, było między nimi wystarczająco dużo podobieństw, aby sztuczna inteligencja mogła je dopasować. W szczególności orientacja grzbietów w środku wydruku jest podobna dla różnych palców tej samej osoby.

Chociaż zdolność sztucznej inteligencji do dopasowywania różnych odcisków palców do jednej osoby jest całkiem dobra, nie pozostało wystarczająco dobra, aby można ją było wykorzystać do rzeczywistych celów identyfikacyjnych. Zespół ma jednak 99,99% pewności, iż podobieństwa znalezione w odciskach osobistych są autentyczne i iż sieć neuronową można dalej rozwijać, aby zapewnić wyższy wskaźnik powodzenia.

Naukowcy twierdzą, iż w obecnym stanie sztuczna inteligencja może pomóc w zawężeniu opcji.

„Wyobraźcie sobie, jak dobrze to będzie działać, gdy zostanie przeszkolone na milionach, a nie na tysiącach odcisków palców” – mówi Aniv Ray, senior informatyki z Columbia University.

Inne potencjalne zastosowania obejmują na przykład możliwość użycia dowolnego palca w celu uwierzytelnienia telefonu komórkowego wyposażonego w pojedynczy skaner linii papilarnych. Oczywiście pozostaje wiele pracy do wykonania, zanim technologia będzie odpowiednia do tego celu, ale głównym celem prac było ustalenie, czy w ogóle istnieją podobieństwa w druku międzyosobniczym.

Teraz, gdy mamy już wgląd w te podobieństwa, system można dalej rozwijać.

„Wiele osób uważa, iż sztuczna inteligencja nie może tak naprawdę dokonywać nowych odkryć – iż po prostu zwraca wiedzę” – mówi inżynier Hod Lipson z Columbia University. „Ale to badanie jest przykładem tego, jak choćby dość prosta sztuczna inteligencja, biorąc pod uwagę dość prosty zbiór danych, którym społeczność naukowa dysponowała od lat, może zapewnić spostrzeżenia, które umykały ekspertom przez dziesięciolecia”.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science Advances. Możesz także pobrać kod źródłowy ze strony internetowej zespołu.

źródło: Science Alert