【佳學(xué)基因檢測(cè)】?jī)H憑基因檢測(cè),DNA畫像還原嫌疑犯3D人臉，加拿大警方被罵慘　

　　只憑DNA就還原出罪犯的長(zhǎng)相，還是3D版的？

　　沒錯(cuò)，只需要一個(gè)由基因解碼大數(shù)據(jù)構(gòu)建而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI模型（人工智能模型），就能還原出這人的年齡、膚色、瞳色、甚至整個(gè)3D頭像、還有身及生理疾病狀態(tài)……

　　即使在此之前，犯罪嫌疑人沒有留下任何案底，天網(wǎng)一般的監(jiān)控錄像，沒有捕獲到在嫌疑人的面貌、沒有任何人目擊過(guò)這個(gè)嫌疑犯也沒關(guān)系，用基因檢測(cè)結(jié)果合成的照片直接就能發(fā)布通緝令。

　　這一技術(shù)在基因解碼技術(shù)體系里，被稱作“無(wú)影畫像技術(shù)”，簡(jiǎn)稱為“DNA”畫像。現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中，據(jù)采用這一技術(shù)的基因檢測(cè)公司介紹，他們之前用這種手段合成過(guò)一張照片，賊后捉到的嫌犯和照片中長(zhǎng)得幾乎一模一樣。

　　
無(wú)影畫像DNA做圖流程圖。a給定一個(gè)身份不明的DNA樣本，先進(jìn)次嘗試是將其與感興趣的人的DNA匹配。b如果匹配失敗，則將相同的未識(shí)別DNA樣本與基因數(shù)據(jù)庫(kù)中登記的具有已知身份的人的DNA圖譜進(jìn)行匹配。如果識(shí)別再次失敗，這是是DNA畫像發(fā)揮獨(dú)特作用的時(shí)候。根據(jù)基因解碼，從犯罪現(xiàn)場(chǎng)獲取的犯罪嫌疑人的DNNA序列中含有個(gè)體的身高、臉形、膚色、五官、四肢及生理和病理特點(diǎn)。采用基因解碼技術(shù)，對(duì)樣本進(jìn)行高通量測(cè)序后，對(duì)DNA進(jìn)行性別、基因組背景（GB）、個(gè)體遺傳位點(diǎn)（SNP）、年齡和體重指數(shù)（BMI）等分子特征特點(diǎn)進(jìn)行提取，構(gòu)建表型數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括將臉庫(kù)。臉庫(kù)經(jīng)輸出成為可訓(xùn)別的圖像后，可以與物理方式采集的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，從將犯罪嫌疑人定位、抓獲。


　

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，犯罪的成本也越來(lái)越高。 想當(dāng)年 吳用智取生辰綱的時(shí)候，搶完就跑，根本不用擔(dān)心指紋問題 ，而現(xiàn)在連 一根頭發(fā)、滴汗液能留在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)， 光靠DNA 就能抓到犯罪分子。聽起來(lái)不僅高科技，甚至有點(diǎn)魔幻了。
 

　　一個(gè)備受爭(zhēng)議的例子

　　2019年3月10日上午5點(diǎn)45分左右，警方接到一通電話，稱在埃德蒙頓103街和114大道地區(qū)發(fā)現(xiàn)一名女性在呼救。這名婦女是暴力性侵犯的受害者，她受了重傷。 在對(duì)沒有目擊者、閉路電視、公共提示或DNA匹配的案件進(jìn)行長(zhǎng)期調(diào)查后，偵探們開始招募維吉尼亞州專門從事高級(jí)DNA分析服務(wù)的DNA技術(shù)公司Parabon NanoLabs。本案中使用的服務(wù)是DNA表型分析，這是一種根據(jù)未經(jīng)確認(rèn)的DNA證據(jù)預(yù)測(cè)外貌和血統(tǒng)的過(guò)程。 利用此次調(diào)查的DNA證據(jù)，Parabon對(duì)2019年性侵犯案件的嫌疑人進(jìn)行了特征預(yù)測(cè)。對(duì)受試者的血統(tǒng)、眼睛顏色、頭發(fā)顏色、膚色、雀斑和面部形狀進(jìn)行了個(gè)體預(yù)測(cè)。

　　由于嫌疑人帶著面罩，又穿著厚厚的外套，受害人沒有看清他的長(zhǎng)相，只知道他說(shuō)話帶點(diǎn)口音、身高1.63米（5.3英尺）左右。

　　案件的偵查也一直沒有進(jìn)展，就這樣過(guò)去了3年。

　　就在2022年10月，事情迎來(lái)了新轉(zhuǎn)機(jī)，加拿大警方找到一家專門從事DNA分析服務(wù)的公司，對(duì)該案犯人留下的DNA進(jìn)行表型分析，得到了一張3D人像。

　　位于加拿大的埃德蒙頓警察局（EPS） 公布了一張2019年性侵案嫌疑人的合成照片，由Parabon NanoLabs公司使用 DNA表型 （phenotyping）分析技術(shù)對(duì)掌握的DNA證據(jù)進(jìn)行 面部合成 。合成圖像為一張 年輕黑人男子的照片 ，合成過(guò)程 沒有考慮 嫌疑人的年齡、體重指數(shù)或環(huán)境因素，比如面部毛發(fā)、紋身和傷疤等。

埃德蒙頓警察局隨后在其官方網(wǎng)站和包括Twitter在內(nèi)的 社交媒體平臺(tái)上向公眾發(fā)布 了這張照片，并聲稱這是 「在所有調(diào)查方法都用盡之后迫不得已的賊后手段」。

雖然警方此舉是為了抓捕犯人，但公眾卻不買賬，認(rèn)為這種行為已經(jīng) 嚴(yán)重侵犯隱私 ，甚至有可能 加劇種族歧視 。

抓犯人也不能亂用DNA

據(jù)隱私專家稱，埃德蒙頓警察局制作和分享這張照片的決定對(duì)社會(huì)造成了非常壞的影響，引發(fā)了人們對(duì)法醫(yī)調(diào)查中DNA表型分析的種族偏見以及 調(diào)查人員能夠搜索到的DNA數(shù)據(jù)庫(kù)的隱私侵犯的疑問。

那么這種技術(shù)，真的能用在罪犯通緝這么嚴(yán)肅的事情上嗎？

　　警方把它作為通緝令，發(fā)布在了其官網(wǎng)和推特等社交平臺(tái)上，并聲稱這是“在所有調(diào)查途徑都用盡后的賊后手段”。在回應(yīng)埃德蒙頓警察局的圖片推文時(shí)，許多隱私和刑事司法專家對(duì)警察部門的不負(fù)責(zé)任表示憤慨。

電子隱私信息中心(Electronic Privacy Information Center)的全球隱私顧問Callie Schroeder轉(zhuǎn)發(fā)了推文，并對(duì)這種照片是否有意義發(fā)出了質(zhì)疑： 即使這是一條新的線索，你們打算怎么處理它？審訊每一個(gè)大約5英尺4英寸（1.62米）高的黑人？這不是建議，先進(jìn)不要這么做。廣泛傳播這種基本上是 計(jì)算機(jī)生成的猜測(cè) 可能導(dǎo)致所有身高為1.62米的黑人受到大規(guī)模監(jiān)視，監(jiān)視者有可能是他們所在的社區(qū)和執(zhí)法部門。

Schroeder表示，嫌疑人范圍過(guò)于廣泛，不足以成為增加監(jiān)控或懷疑的理由，而這些監(jiān)控或懷疑 可能適用于成千上萬(wàn)無(wú)辜的人 。

但案件的受害者對(duì)嫌疑人只有有限的描述，除了身高5英尺4英寸外，還有戴著黑色帽子，穿著褲子和毛衣，或者穿著連帽衫，有口音，這些很難對(duì)嫌疑人進(jìn)行一個(gè)清晰、易區(qū)分的畫像?！?/p>

　　不過(guò)老實(shí)講，從通緝令上可以看出的信息并不多，能確定的似乎只有他是一名年輕的黑人男性。

　　其他特征像嫌疑人的具體年齡、發(fā)型、是否有紋身、是否有疤痕都不得而知。

　　而且，讓加拿大警方?jīng)]想到的是，通緝令一經(jīng)發(fā)布，就在網(wǎng)上引起了軒然大波。

　　許多隱私專家表示，警方這一舉動(dòng)是極其有害的，很有可能加劇種族偏見和侵犯DNA數(shù)據(jù)庫(kù)隱私。

　　美國(guó)電子隱私信息中心的全球隱私顧問Callie Schroeder就轉(zhuǎn)發(fā)了該推文，并對(duì)3D人像的實(shí)用性提出了質(zhì)疑：

　　如果你看到這條消息，你會(huì)如何思考？難道懷疑看到的每個(gè)身高1.63米的黑人嗎？　　

　　他還進(jìn)一步解釋：不了解DNA表型知識(shí)的人看到合成圖像，很可能會(huì)相信嫌疑人長(zhǎng)得和3D人像有效一樣。

　　他們意識(shí)不到這只是一個(gè)近似值，年齡、體重、發(fā)型和臉型都可能相差很大，而且膚色、發(fā)色、眼睛顏色也可能有細(xì)微區(qū)別。

　　在reddit論壇上，熱評(píng)前幾也幾乎都是質(zhì)疑聲。

　　我不明白這怎么可能有用。

　　當(dāng)警察缺乏必要的證據(jù)時(shí)，這將被操縱用來(lái)專門針對(duì)某人，或者只是為了騷擾他們不喜歡的人，這個(gè)主意太可怕了。　

　　有網(wǎng)友甚至還舉了自己因?yàn)楹屯ň兞钌系念^像長(zhǎng)得相似，被誤認(rèn)為是嫌疑人的例子，力證這一行為的不靠譜：　

　　賊后，在巨大的輿論壓力下，加拿大警方不得不刪除了這一通緝令，并表示會(huì)繼續(xù)尋找其他方法破案。

　　不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，用DNA還原3D人臉，真的沒有前途嗎？

　　DNA還原3D人臉，什么原理？

　　給警方提供DNA還原3D人臉照片的這家公司名叫Parabon NanoLabs。

　　公司成立于2008年，大約在2015年初推出了一個(gè)名叫Snapshot DNA的DNA表型分析工具，可以基于DNA推測(cè)一個(gè)人的膚色、發(fā)色和種族等信息。

　　這項(xiàng)工具一發(fā)布，就受到了警方的熱烈歡迎，當(dāng)年美國(guó)國(guó)防部還給Snapshot DNA專門提供了200萬(wàn)美元的研發(fā)資金。

　　2015年6月，Snapshot DNA成功協(xié)助美國(guó)警方偵破了一起長(zhǎng)達(dá)三年的謀殺案，如今罪犯已經(jīng)在監(jiān)獄服刑?！　?/p>

　　同時(shí)一些專家也認(rèn)為，Snapshot DNA在一定程度上具有科學(xué)依據(jù)，包括人類的發(fā)色、瞳色、膚色以及身高都與基因有關(guān)。

　　BUT，這項(xiàng)技術(shù)發(fā)布以來(lái)一直在遭到質(zhì)疑——

　　畢竟DNA既不能解釋由于吸煙、飲酒、受傷（包括紋身）等引起的個(gè)人外貌變化，甚至連實(shí)際人臉大小都無(wú)法預(yù)測(cè)。

　　生物信息學(xué)&Snapshot部門技術(shù)主管、哈佛大學(xué)博士Ellen Greytak對(duì)此回應(yīng)稱，盡管這項(xiàng)技術(shù)沒有將一個(gè)人的所有細(xì)節(jié)特征還原出來(lái)，但“提供了一種針對(duì)罪犯長(zhǎng)相的描述”。　

　　Ellen Greytak進(jìn)一步介紹稱，Snapshot是基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)根據(jù)DNA合成3D人像的，訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)自公開DNA數(shù)據(jù)集和對(duì)應(yīng)的人臉長(zhǎng)相。

　　但對(duì)于Snapshot DNA背后的詳細(xì)算法原理，Parabon NanoLabs拒絕公布。

　　當(dāng)然，目前學(xué)術(shù)界已經(jīng)有不少針對(duì)類似算法的研究。

　　此前發(fā)表在PNAS（美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊）上的一篇文章就試圖通過(guò)1061個(gè)來(lái)自不同種族和年齡段的志愿者DNA/人像樣本，訓(xùn)練出僅憑DNA還原膚色、身高、年齡等信息的3D模型?！?/p>

　　雖然這個(gè)AI經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后，臉型和膚色看起來(lái)比較接近：

　　但從實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)看，DNA對(duì)于年齡等數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)正確度還有待提升：　

　　所以，這些公開的DNA數(shù)據(jù)是怎么來(lái)的？

　　主要來(lái)源于兩個(gè)家譜分析網(wǎng)站GEDmatch和FamilyTree DNA。

　　在這些免費(fèi)公開的網(wǎng)站上，人們只需要上傳自己的DNA信息，就能知道哪些名人or網(wǎng)友和自己有親屬關(guān)系。

　　甚至如果你上傳照片和出生年月等信息，各種家譜網(wǎng)站還能幫你整理好一整個(gè)系的圖譜，但這些信息如今卻被用在訓(xùn)練AI合成模型上了。

　　如此來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)距離真正正確用上還有不少的路要走。

　　參考鏈接：

　　[1]https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1711125114

　　[2]https://www.edmontonpolice.ca/News/MediaReleases/DNAPhenotypeOct4

　　[3]https://www.edmontonpolice.ca/News/MediaReleases/StatementonDNAPhenotyping

　　[4]https://www.vice.com/en/article/pkgma8/police-are-using-dna-to-generate-3d-images-of-suspects-theyve-never-seen