從《法律與秩序》到《犯罪現(xiàn)場調(diào)查》，再到現(xiàn)實中的法醫(yī)調(diào)查，指紋一直作為將罪犯與犯罪場所相連的黃金標(biāo)準(zhǔn)。但如果一個犯罪者在兩個不同的犯罪現(xiàn)場留下了來自不同手指的指紋，這兩個場所很難聯(lián)系起來，調(diào)查痕跡也可能因此中斷。
法醫(yī)界普遍接受一個觀點：同一人不同手指的指紋—“內(nèi)部指紋”—是獨特的，因此無法匹配。
哥倫比亞大學(xué)工程學(xué)院本科高年級生Gabe Guo領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊對這一廣泛持有的假設(shè)提出了挑戰(zhàn)。Guo之前對法醫(yī)學(xué)一無所知，找到了一個公共的美國政府?dāng)?shù)據(jù)庫，里面有大約6萬枚指紋，他將它們成對輸入了一個基于人工智能的系統(tǒng)，稱為深度對比網(wǎng)絡(luò)。有時這些對指紋屬于同一個人(但是不同的手指)，有時則屬于不同的人。
隨著時間的推移，這個團(tuán)隊設(shè)計并對最先進(jìn)的框架進(jìn)行了修改，AI系統(tǒng)在辨別看似獨特指紋是否屬于同一人方面變得越來越精確。單對指紋的準(zhǔn)確度達(dá)到了77%。當(dāng)呈現(xiàn)多對指紋時，準(zhǔn)確度大幅提升，潛力遠(yuǎn)超當(dāng)前法醫(yī)效率的十倍。
這個項目是哥倫比亞大學(xué)工程學(xué)院的創(chuàng)造性機(jī)器實驗室與位于布法羅紐約州立大學(xué)的嵌入式傳感器和計算實驗室合作的成果，今天發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
研究結(jié)果對法醫(yī)界既挑戰(zhàn)又驚訝
團(tuán)隊核實了他們的結(jié)果后，迅速將研究結(jié)果送到了一家頗有聲望的法醫(yī)雜志，幾個月后卻遭到拒絕。匿名的專家評審員和編輯得出結(jié)論，"眾所周知，每枚指紋都是獨特的"，因此即使指紋來自同一人，也不可能檢測出相似之處。
這個團(tuán)隊并沒有放棄。他們堅持自己的發(fā)現(xiàn)，向AI系統(tǒng)輸入了更多數(shù)據(jù)，而系統(tǒng)的表現(xiàn)也越來越好。清楚法醫(yī)界的懷疑態(tài)度，該團(tuán)隊選擇向更廣泛的讀者提交手稿。文章再次被拒，但是Lipson，一位機(jī)械工程系的James和Sally Scapa創(chuàng)新教授，并且是Makerspace Facility聯(lián)合主任，提出了上訴。
"我通常不會爭論編輯決策，但這一發(fā)現(xiàn)實在太重要，不容忽視。"他說。"如果這一信息改變了形勢，那么我想冷案可能會被重新審視，甚至可能會有無辜的人被宣判無罪。"
盡管該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性不足以官方確定案件，但在模棱兩可的情況下可以幫助優(yōu)先考慮線索。經(jīng)過多次交涉后，這篇論文最終被《科學(xué)進(jìn)展》接受發(fā)表。
一種新的法醫(yī)標(biāo)記精確捕獲指紋
一個爭議點是以下問題：AI到底使用了哪些替代信息，這些信息是幾十年的法醫(yī)分析都沒有注意到的？團(tuán)隊仔細(xì)審視了AI系統(tǒng)的決策過程后得出結(jié)論，AI使用了一種新的法醫(yī)標(biāo)記。
"AI并沒有使用‘細(xì)節(jié)點’，也就是指紋脊的分支和端點——傳統(tǒng)指紋比對中使用的模式。"Guo說，他在2021年作為哥倫比亞工程學(xué)院的一年級學(xué)生開始了這項研究。"相反，它使用了與指紋中心的漩渦和環(huán)線的角度和曲率有關(guān)的其他內(nèi)容。"
哥倫比亞工程學(xué)院的高年級生Aniv Ray和博士生Judah Goldfeder，參與了數(shù)據(jù)分析，他們指出他們的結(jié)果只是個開始。"可以想像，一旦訓(xùn)練有素的模型訓(xùn)練了數(shù)百萬而非數(shù)千枚指紋后，它會表現(xiàn)得多好。"Ray說。
團(tuán)隊意識到數(shù)據(jù)中可能存在的偏見。作者們提供的證據(jù)表明，AI在可用的樣本中跨性別和種族的表現(xiàn)相似。然而，他們注意到，如果這項技術(shù)要在實踐中使用，需要使用覆蓋面更廣的數(shù)據(jù)集進(jìn)行更仔細(xì)的驗證。
這項發(fā)現(xiàn)是AI在一個既定領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型潛力的一個例證，Lipson指出，"許多人認(rèn)為AI真的不能做出新的發(fā)現(xiàn)——它只是復(fù)述知識。"他說。"但這項研究就是一個例子，展示了即便是一個相當(dāng)簡單的AI，給予一個研究社群多年來閑置的平常數(shù)據(jù)集，也能帶來數(shù)十年來專家未能發(fā)現(xiàn)的洞察。"
他補(bǔ)充說："更令人興奮的是，一個沒有任何法醫(yī)背景的本科生，能夠利用AI成功挑戰(zhàn)整個領(lǐng)域廣泛持有的信念。我們即將經(jīng)歷一個由非專家主導(dǎo)的AI科學(xué)發(fā)現(xiàn)的爆炸式增長，專家社區(qū)，包括學(xué)術(shù)界，需要做好準(zhǔn)備。"
本文譯自 techxplore，由 超載雞 編輯發(fā)布。
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