Detail papilárních linií na mužském prstu. Kredit: Frettie, Wikimedia Commons, CC-BY-3.0

Nejen příznivci detektivek vědí, že zkoumání otisků prstů patří mezi standardní forenzní metody. Poskytují důvěryhodné indicie spojující podezřelého s kriminálním činem. Ti, které při vstupu například na pracoviště lustruje biometrická čtečka otisků, nebo tímto způsobem autorizují jakýkoli personalizovaný přístup vědí, že musí přiložit ten prst, jehož vzor papilárních linií má software načten. Protože otisky prstů jsou jedinečné nejen pro každého člověka, ale i pro každý jeho prst. Kdyby například pachatel zanechal při jednom zločinu otisky odlišných prstů než při nějakém jiném, pak pouze na jejich základě nelze usuzovat, že oba činy má na svědomí jeden a ten samý hříšník. Pokud není zadržen, nebo kriminalistická databáze neobsahuje všechny potřebné porovnávací předlohy.

Boční pohled na otisk prstu a 3D detail Kredit: Wamelculi, Wikimedia Commons, volné dílo

Nešly by, navzdor dlouhodobě zažitým předpokladům, přece jen objevit ve vzorech papilárních linií různých prstů jednoho člověka nějaké individuální charakteristiky, jež by je odlišovaly od jiného jedince? Mohlo by porovnání například otisku malíku a otisku ukazováku alespoň s nějakou relevantní pravděpodobností naznačit, jestli pocházejí od jednoho nebo dvou různých původců?

Výzkumníci vyvinuli nový způsob porovnávaní otisků různých prstů. S pomocí umělé inteligence využívající modely DALL-E strojového učení od společností OpenAI dokážou s 77% pravděpodobností rozhodnout, jestli dva různé otisky odlišných prstů pochází od jedné osoby, nebo od dvou lidí. Na rozdíl od tradiční metody se AI soustředí na zakřivení vírů ve středu otisku prstu. Kredit: Marco-Marcil Montoto, Columbia Engineering

Doposud se na tyto otázky odpovídalo záporně. Přesto se již před třemi lety začal tímto problémem zabývat Gabe Guo, mladý nadějný výzkumník, nyní student posledního ročníku inženýrství na Kolumbijské univerzitě. Ve spolupráci s dalšími vědci na své alma mater, kolegy z massachusettské Tuftsovy univerzity a profesorem Wenyao Xuem, vedoucím Katedry informatiky a inženýrství Newyorkské státní univerzity v Buffalu (University at Buffalo) využil veřejnou vládní databázi USA, v níž je zaregistrováno přibližně 60 000 otisků prstů.

Vědci z nich vybrali dvojice – a to buď různých dvou prstů od stejného člověka, nebo od dvou různých lidí, přičemž vytvořili jak soubor párů otisků příslušníků stejné demografické skupiny (muži, ženy, rasa), tak soubor s demograficky kombinovanými dvojicemi. Touto databází pak krmili systém založený na umělé inteligenci, která se pomocí hlubokého strojového učení dokáže v řešení úkolu sama zdokonalovat.

Členem výzkumného týmu byl profesor Wenyao Xu z Katedry informatiky a inženýrství Univerzity v Buffalu. Kredit: Department of Computer Science & Engineering, University at Buffalo, the State University of New York (SUNY)

Samozřejmě k tomu potřebuje dostatek výukového materiálu – v tomto případě mnoho párů otisků a s nimi souvisící údaje. Na základě algoritmů, jež tým uzpůsobil zkoumané problematice, se systém časem zdokonalil natolik, že dokázal se 77procentní pravděpodobností rozlišit, jestli analyzovaná dvojice otisků různých prstů pochází od jednoho člověka, nebo dvou lidí.

Jaké informace, které po dlouhá desetiletí unikaly expertům na daktyloskopii, umělá inteligence odhalila? Podle Guových slov analytický software vyvinutý výzkumným týmem nepoužívá větvení papilárních linií a jejich ukončení, což jsou vzory používané při standardním porovnávání otisků prstů. Místo toho se zaměřuje na úhly, zakřivení koncentrických nebo spirálních vírů a smyček ve středu otisku prstu.

Autoři studie, kterou zveřejnil odborný časopis Science Advances tvrdí, že jejich metoda může současnou efektivitu forenzní analýzy výrazně zlepšit – prý až desetkrát. Zároveň však předpokládají, že když bude AI trénována na milionech, nejen na tisících otisků jako doposud, výsledky budou mnohem přesnější.

Když máme to štěstí, že se zločinem, v němž by mohly hrát roli otisky prstů, se setkáme pouze v knize nebo na obrazovce, snadno podlehneme představě, že daktyloskopie ztrácí ve forenzním vyšetřování na významu. Nejen kvůli moderním metodám, jako jsou již dostupné a velice průkazné DNA analýzy, ale i proto, že pachatelé u předem plánovaných deliktů dbají, aby žádné otisky nezanechali. Nicméně přes 150 milionů otisků prstů, které uchovává ve své databázi světoznámá FBI a stovky tisíc daktyloskopických analýz, jež ročně udělají americké kriminalistické laboratoře, svědčí o tom, že ve forenzním vyšetřování jde stále o velmi důležitý důkazový materiál.

Video: Umělá inteligence se učí korelovat jedinečné otisky prstů člověka Kredit:
Columbia Engineering

Literatura: Science Advances, Columbia Engineering News