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自然故事:从DNA预测罪犯的外貌 AI的意思是五角大楼青睐的

发布时间:2020-10-04 20:55:34  作者:lol比赛下注-首页

GEDmatch数据库的联合创始人柯蒂斯罗杰斯(左)和约翰奥尔森。

GDE匹配去年被一家DNA表型分析公司Verogen收购,现在它的145万个DNA设置文件中有28万个已经被用于刑事调查。该公司声称寻求隐私和宁静之间的平衡,但GEDMatch在今年7月遭到黑客攻击,可能未经其同意就向执法部门披露其数据。

https://www.nature.com/articles/d41586-020-02545-5

除此之外,Parabon Nanolabs使用的技术在同行评议的文献中并未得到评价,导致一些只做面部特征点的公司产生怀疑。“我们对剁脸的了解非常有限。帕拉邦纳米实验室可以预测DNA中的人脸,但从来不会告诉我们怎么做。这很不好。一位DNA表型研究人员说,“科学家已经发表了数百篇关于特定遗传变异和身体特征之间关系的论文,但研究人员仍然不知道这些个体特征是如何成为人类特有的特征的。“。

用这么少量的DNA测序,通常会因为样本降解程度太高或者稀释度太低而读不出来,而让遗传密码部门一片空白。然而,帕拉邦纳米实验室在其数学模型中建立了一种专有算法来预测这种空缺陷。现在可以用1纳克的DNA构建一张脸。

原标题:《Nature故事:从DNA预测罪犯外貌AI手段获五角大楼青睐》

争议:我们还有另一个DNA隐私吗?

2018年犹他州的一个下午,一名71岁的受害者在训练器官时被石头打伤,并被绳子勒死。在现场,警察发现了嫌疑人留下的三滴血,但他们没有匹配州和联邦数据库中的任何人,所以他们联系了GEDMatch进行授权和批准。

一个

但是这项技术需要大量的DNA信息来支撑。在美国,DNA数据主要来自免费网站GEDMatch。起初,它允许用户上传他们的DNA来寻找他们失散多年的亲人。之后,一名侦探利用该网站找到并侦破了锦州地区的杀人案(1970年和1980年的系列强奸和谋杀案)。

帕拉邦纳米实验室是世界上最著名的法医基因公司。在2019年之前,它几乎每周都可以使用DNA追踪来帮助警察解决长期存在的疑难案件,其中一些案件甚至可以追溯到20世纪60年代和80年代。

编译|机械动力

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“我们对低质量DNA的预测也缺乏信心,但事实证明问题很少。”格雷达克说。

未来,GEDMatch将进入刑事侦查领域。除非用户明确拒绝,否则GEDMatch将允许执法机构接触个人数据,以帮助解决暗杀和性侵犯问题。

DNA一直是“刑侦武器”。

Verogen随后关闭了GDEMatch”,直到我们能够绝对确保用户数据免受潜在攻击。

机械学习允许DNA重建面部

帕拉邦的快照工具使用DNA来重建面部。嫌疑犯在1987年被判犯有暗杀罪。

此外,国内也有关于DNA人脸识别的相关研究。今年7月发表在《遗传》杂志上的这篇论文《中国汉族人群脸部特征相关 SNP 位点研究》详细描述了这种方法。研究人员利用机械学习和面部识别技术,将人脸照片量化为多个特征点之间的欧氏距离,并利用这些距离作为表型变量进行全基因组关联研究,从而识别出几十个与面部特征密切相关的SNP位点。

随后,帕拉邦纳米实验室转向最初的商业模式,直接认证DNA重绘面貌。

预测方法叫“快照”,2014年发表在Parabon上。自2018年以来,警方利用其遗传光谱学和表型分析方法解决了120多起案件。

一些公司怀疑帕拉邦的数据只不过是创造了一套平均和一般的特征,公司重新调整以填补空缺。“我们不知道他们判断外貌的能力是取决于运气,还是取决于我们对祖先相识的大致描述。

帕拉邦纳米实验室一直认为没有侵犯隐私。“我感到惊讶的是,人们对锦州地区的杀人案反应如此激烈,但对犹他州的案件却反应如此消极。”致力于生物信息学的遗传学家艾伦麦克雷格雷塔克说。

大多数研究DNA表型技术的实验室都在试图找出一个人遗传密码的单字母变化(单核苷酸多态性(SNP))与眼睛、头发、肤色等身体特征之间的关系。

参考文献:

当时,国防部想开发一种技术,从炸弹上留下的少量DNA中鉴定出拟议爆炸装置的制造商,这种技术被称为“DNA表型分析”。

帕拉邦纳米实验室(Parabon Nanolabs)于2008年成立于一个地下车库,最初是为了提供超级计算服务。2011年,这家初创公司获得了美国国防部的资助。

这种措施只能获得嫌疑人的特征点,如眼睛和头发是绿色的。然而,帕拉邦纳米实验室采取了不同的方法,除了特征点之外,它还对某人的血统进行综合分析,以提取全面的面部轮廓。

这个问题的本质是机械学习——收集大量的DNA样本和面部照片训练算法,找出DNA和面部特征的关系。正是这种思维让他们赢得了国防部的青睐。

理论上,这一措施只适用于血液样本和口腔拭子中的大量高质量DNA,但法医样本中的DNA通常很小,只会降解1纳克,但实验所需的DNA量为200纳克,——,一卡车法医样本的量。

作为对公众意见的回应,GEDMatch表明,只有当用户表明他们可以将信息用于执法时,才能使用数据。帕拉邦一夜之间失去了DNA数据的主要来源。

但是舆论不这么认为。“将DNA文件上传到GDEMatch等网站,意味着用户放弃了隐私权,侵犯了一些远亲的隐私。英国纽卡斯尔诺森比亚大学的伦理学家马提亚斯维恩罗斯(Matthias Wienroth)说,事实上,在家进行的DNA测试的增加使得一些基因谱系数据库变得非常大。2018年,一篇科学论文预测,这些数据可以识别60%的欧洲裔北方击晕者,尽管他们从未出现在这些测试中。

在此之前,大部分媒体关于DNA追踪的报道都很努力,但犹他案被当时的系谱学家、隐私和网开一面的人封杀了。因为GEDMatch规定数据只能在性侵和暗杀的情况下使用,而犹他州案不属于这两个案件,侵犯了用户的隐私。

帕拉邦纳米实验室最初拒绝了这一案件,最终签署了一项协议,并为居住在该地区的个人进行了几次部门DNA匹配。嫌疑人的三名亲属很快被找到,其中一人曾多次与警察发生冲突,他17岁的侄子与嫌疑人同时出现在受害者面前。警察从嫌疑人扔进学校垃圾的牛奶盒中获得了DNA样本,证明与现场的血液DNA相匹配。嫌疑人于2019年4月被捕。

因为眼睛颜色、头发纹理、皮肤特征等相关基因点已经确定,添加这些面部特征相关基因点就可以勾画出人脸。

在刑事案件中,通过比对犯罪嫌疑人的DNA和家谱数据库中的档案,可以通过血缘关系追踪嫌疑人。

父母与子女、兄弟姐妹分享50%的DNA。父母与孙子女分享25%的DNA,即远亲分享一小部分DNA。这样基因检测就可以估计出样本背后两个人的关系。

伦理问题:如果我们不认识这个人,我们只能瞥见种族

“如果我们不认识这个人,我们只能瞥见种族。

无论是DNA谱系学还是DNA表型研究,都面临着隐私和伦理争议。

DNA样本与系谱结合是法医遗传学系谱的重点,这门课的原理是简单的统计规则。

在2019年5月的一次公案过程中,帕拉邦纳米实验室的公案技术受到伦理道德的广泛质疑,可获得的DNA数据被大幅剔除。未来,帕拉邦纳米实验室将转向该公司最初的商业模式——,通过DNA重建一个人的外貌。

隐私之外偏见是一种不太可能被察觉的负面影响。“将家谱与犯罪联系起来的东西可能会导致对某些家庭或种族群体的偏见。葡萄牙布拉加氨基大学的社会学家海伦娜马查多(Helena Machado)表示,过于强调遗传学和犯罪之间的联系,意味着研究人员不太可能关注导致非法行为的社会和经济因素。

伦理学家的担忧似乎实现了。今年1月,领土和平部宣布,其移民和海关执法部启动了一个试点项目,从被拘留的移民中收集DNA,并将序列上传到联邦观察站的官方法医DNA数据库。

此外,GEDmatch数据库的创始人柯蒂斯罗杰斯(Curtis Rogers)对法医基因技术的未来仍然充满信心。“我想,人们可能用不了多久就会接受这样一个事实:执法机构不用担心就能使用家谱。

解决犹他州案件的刑事警察塔加特也表示,他并不后悔使用GDEMatch,因为他确实使用了这一措施来追捕嫌疑人。

但大多数人不知道的是,DNA还有其他更神奇的用途。

最常用的是比对犯罪嫌疑人的DNA和犯罪现场的证据,另外,它还有“追踪嫌疑人”的功能。每个国家或地区都有自己的DNA库。在追踪嫌疑人的时候,我们只需要将嫌疑人的DNA与银行里的DNA进行匹配,就可以追踪家人,找到嫌疑人的亲属。

https://roboticsandautomationnews.com/2020/09/14/DNA-paints-a-literal-picture-of-you-face/36401/

这个问题的本质是机械学习——收集大量的DNA样本和面部照片训练算法,找出DNA和面部特征的关系。

一般DNA表现型研究重点是画面部特征点,比如眼睛和头发的颜色。然而,帕拉邦纳米实验室采取了不同的方法,除了特征点之外,它还对某人的血统进行综合分析,以提取全面的面部轮廓。

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