Inteligencia artificial descubre que no todas las huellas dactilares son únicas

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Ingenieros de la Universidad de Columbia han creado una nueva inteligencia artificial (IA) que echa por tierra una creencia muy arraigada en medicina forense: que las huellas dactilares, o dermatoglifos, de los distintos dedos de un mismo individuo son únicas y aleatorias.

Resulta que son similares. De forma resumida podemos decir que se han estado comparando las huellas dactilares de forma equivocada.

En infinidad de series policiacas y películas míticas, como Ley y orden y CSI, por no hablar de la vida real, los investigadores en criminalística han utilizado las huellas dactilares como patrón de oro para relacionar a los delincuentes con un crimen.

Pero si un delincuente deja huellas de dedos diferentes en dos escenas del delito distintas, es muy difícil relacionarlas.

Es un hecho bien aceptado en la comunidad forense que las huellas dactilares de los diez dedos de un individuo, los denominados dermatoglifos intrapersonales, son únicas y, por tanto, inigualables en sus crestas y dibujos papilares.

El uso sistemático de las huellas dactilares en la identificación criminal comenzó a finales del siglo XIX.

Sir Francis Galton, primo de Charles Darwin, fue pionero en el estudio de las huellas dactilares y sus patrones únicos.

Sin embargo, su aplicación forense no ganó reconocimiento hasta 1892, año en que el investigador argentino Juan Vucetich utilizó con éxito las huellas dactilares para resolver un caso criminal.

En 1901, el sistema de clasificación de huellas dactilares desarrollado por sir Edward Henry, un funcionario de la policía británica de Londres, fue adoptado en Inglaterra y posteriormente en otros lugares.

Este sistema clasificaba las huellas en patrones de bucles, arcos y verticilos agrupados en ocho dactilogramas.

Un año después, el médico escocés Henry Faulds publicó un artículo en la revista Nature donde proponía el uso de huellas dactilares para la identificación personal y criminal.

En 1910, Thomas Jennings emprendió una fuga tras cometer un crimen, pero sin darse cuenta dejó una huella que sellaría de forma irremediable su destino: su impresión dactilar quedó plasmada en la pintura fresca de una barandilla ubicada fuera de la residencia donde perpetró el acto delictivo.

Estas huellas se convirtieron en las primeras pruebas utilizadas en una investigación criminal, y Jennings fue condenado por asesinato en el año 1911.

Desde aquel momento, las huellas dactilares han perdurado como elementos esenciales en las pesquisas forenses, aunque su aplicabilidad se ha expandido considerablemente, abarcando diversas utilidades más allá de la esfera criminalística.

En efecto, hoy en día las huellas dactilares son ampliamente utilizadas en todo el mundo también para la identificación personal y la seguridad.

La tecnología ha avanzado enormemente con la introducción de sistemas computarizados que permiten una identificación más rápida y precisa.

Las huellas dactilares también se utilizan en pasaportes, tarjetas de identificación y dispositivos electrónicos para la autenticación biométrica.

Pero cuando todo parecía estar bajo control y la ciencia de la dactiloscopia poco podía añadir en lo referente a la impresión que produce el contacto de las crestas papilares de un dedo de la mano sobre una superficie, salta la noticia que rompe con lo conocido hasta el momento.

Durante más de cien años, la ciencia forense ha considerado que las huellas que tenemos en cada dedo son aleatorias, y diferentes de uno a otro apéndice.

Ahora, un equipo dirigido por Gabe Guo, estudiante de último curso de Ingeniería en Columbia, ha puesto en tela de juicio esta presunción dactiligráfica tan extendida entre la policía y criminólogos.

Guo, que carecía de conocimientos forenses previos, se topó con una base de datos pública del Gobierno estadounidense con unas 60.000 huellas dactilares, y decidió introducirlas emparejadas en un sistema basado en inteligencia artificial conocido como red de contraste profundo.

A veces, las pares de huellas pertenecían a la misma persona, pero de dedos distintos, y otras, a individuos diferentes.

Con el tiempo, el sistema de inteligencia artificial fue aprendiendo a distinguir de manera cada vez más precisa cuándo huellas dactilares aparentemente únicas pertenecían a la misma persona y cuándo no.

El grado de exactitud para un solo par alcanzó el 77 %.

Cuando se presentaron varios pares de huellas, la precisión se disparó de forma considerable, lo que podía multiplicar por más de diez la eficacia forense actual.

Los resultados del estudio han sorprendido a la comunidad científica, tanto que los científicos de Columbia no lo han tenido fácil para sacar a la luz su trabajo de investigación.

En efecto, una vez que Guo y sus colegas verificaron sus resultados, los enviaron sin perder un minuto a una prestigiosa revista científica, que los rechazó unos meses después.

El revisor y editor anónimo concluyó que «es bien sabido que cada huella dactilar es única» y, por tanto, no sería posible detectar similitudes aunque las huellas procedieran de la misma persona.

El equipo no tiró la toalla. Más bien hizo lo contrario, y dobló la apuesta.

Alimentaron su sistema de inteligencia artificial con más datos, y la IA siguió mejorando en sus resultados.

Consciente del escepticismo de la comunidad forense, Guo optó por presentar su manuscrito a un público más general. El artículo fue rechazado de nuevo.

Fue entonces cuando entró en escena un peso pesado del estudio: Hod Lipson, catedrático y director del Laboratorio de Máquinas Creativas de la Universidad de Columbia, apeló la decisión.

«Normalmente no discuto las decisiones editoriales, pero este hallazgo era demasiado importante como para ignorarlo, dice Lipson. Y añade:

Si esta nueva información inclina la balanza hacia un lado, imagino que podrían reavivarse casos sin resolver, e incluso que personas condenadas pudieran ser absueltas por demostrarse que son inocentes».

Aunque la precisión del sistema aún no es suficiente para decidir oficialmente sobre un caso criminal, puede ayudar a priorizar pistas en situaciones ambiguas.

Tras más idas y venidas, el artículo fue finalmente aceptado para su publicación por Science Advances.

Uno de los puntos conflictivos del revolucionario trabajo era la siguiente pregunta:

¿Qué información alternativa estaba utilizando realmente la IA que ha eludido décadas de análisis forense?

Tras una cuidadosa visualización del proceso de decisión del sistema de inteligencia artificial, el equipo llegó a la conclusión de que esta utilizaba un nuevo tipo de marcador forense.

«La IA no estaba echando mano de puntos característicos, que son las ramificaciones y los puntos finales de las crestas de las huellas dactilares, los patrones utilizados en la comparación tradicional de huellas dactilares, explica Guo, que comenzó el estudio como estudiante de primer año en la Columbia Engineering, en 2021.

En su lugar, estaba usando algo más, relacionado con los ángulos y curvaturas de los remolinos y bucles en el centro de la huella dactilar».

Aniv Ray, estudiante de último año de Ingeniería de Columbia, y Judah Goldfeder, estudiante de doctorado, que ayudaron a analizar los datos, señalaron que sus resultados son solo el principio.

«Imagínense lo bien que funcionará [la inteligencia artificial] una vez que se haya entrenado con millones, en lugar de miles, de huellas dactilares», advierte Ray.

Ahora bien, el equipo de ingenieros es consciente de los posibles sesgos de los datos.

Los autores presentan pruebas que indican que la IA funciona de forma similar en todos los géneros y razas, cuando se dispone de muestras.

Sin embargo, señalan que es necesario realizar una validación más cuidadosa a través de conjuntos de datos con una cobertura más amplia, si se quiere utilizar esta técnica en la práctica forense.

«Este descubrimiento es un ejemplo de las cosas más sorprendentes que nos depara la IA, señala Lipson. Y continúa :

Mucha gente cree que la inteligencia artificial es incapaz de llevar a cabo nuevos descubrimientos, que solo se limita a regurgitar conocimientos».

Pero esta investigación, como apunta Lipson, es un ejemplo de cómo incluso una IA bastante sencilla puede proporcionar, a partir de un conjunto de datos muy simple que la comunidad investigadora ha tenido a su disposición durante años, conocimientos que han eludido a los expertos a lo largo de décadas.

«Aún más emocionante es el hecho de que un estudiante universitario, sin ningún tipo de formación en medicina forense, pueda utilizar la IA para desafiar con éxito una creencia muy extendida en todo un campo, comenta este experto. Y concluye:

Estamos a punto de experimentar una explosión de descubrimientos científicos basados en la IA por parte de no expertos, y la comunidad de expertos, incluida la académica, tiene que prepararse».

Fuente: CNN