Wird „DNA to Face“ das Allheilmittel sein, um Menschen zu finden und Kriminelle zu fassen?

Im Film „Let the Bullets Fly“ gibt es eine besonders interessante Handlung:

Huang Silang, der Lord von Goose City, war verwirrt, als er Zhang Mazis Ernennungsurkunde sah.

Huang: Ist das Foto von dir?

Zhang: Ich bin’s.

Huang: Das bist nicht du.

Zhang: Ich habe auch gesagt, dass das überhaupt nicht ich bin. Ich ging in ein Fotostudio, um ein Foto zu machen, und als ich das Foto abholte, gaben sie mir dieses. Ich sagte, das bin nicht ich, und sie sagten, das bist du. Ich sagte, ich bin es nicht! Sie sagen, das bist du. Es gibt keine andere Möglichkeit, also habe ich es einfach hier gepostet.

Daher trat Zhang Mazi sein Amt sofort an.

Vielleicht finden Sie diese Handlung einfach besonders lustig und sie kann als realistischer magischer Realismus im großen Maßstab angesehen werden. Doch wenn wir uns bei der Suche nach lange vermissten Verwandten oder den Unfallverursachern auf derart leicht zu fälschende und unklare Informationen verlassen müssen, wird die ganze Aufgabe in Wirklichkeit unmöglich.

Die genaue Feststellung der Identität und sogar des Aussehens einer Person ist zu einem zentralen gesellschaftlichen Problem geworden, das angegangen werden muss. Die derzeit bequemste und sicherste Lösung ist zweifellos die DNA-Technologie.

Die DNA im menschlichen Körper ist einzigartig (eineiige Zwillinge können die gleiche DNA haben) und dauerhaft. Daher ist die DNA-Identifizierung absolut zuverlässig und genau. Es handelt sich um eine der am weitesten verbreiteten und ausgereiftesten Technologien zur Kriminalermittlung weltweit und galt schon immer als Goldstandard bei der Suche nach vermissten Personen.

Darüber hinaus ist es schwierig, DNA-Informationen vollständig zu löschen. Ein getragenes Kleidungsstück, ein zerkauter Kaugummi oder ein ausgefallenes Haar können DNA-Proben liefern. Stellen Sie sich vor: Wenn sich das Aussehen einer Person direkt anhand der DNA bestimmen ließe, wäre es dann möglich, schnell an wichtige Informationen zu gelangen und so die Wiedervereinigung und die Lösung des Falls zu beschleunigen?

So wurden beispielsweise vor Kurzem die Ergebnisse der Untersuchung des viel beachteten Xuzhou-Xiaohuamei-Vorfalls bekannt gegeben und die Identität von Yang Mouxia als Xiaohuamei durch DNA-Tests und -Vergleiche bestätigt. Gleichzeitig verglichen einige Internetnutzer die Fotos von Xiao Huamei und Yang Mouxia und viele Leute dachten, dass sie nicht wie dieselbe Person aussehen. Wenn wir in diesem Fall ein Gesichtsporträt anhand der DNA vorhersagen und erstellen könnten, könnten wir die Gesichtszüge möglicherweise visuell und genau erkennen und die Skeptiker wirksam überzeugen.

Tatsächlich wird die Vorhersage äußerer sichtbarer Merkmale (EVCs) des Menschen auf der Grundlage von DNA-Informationen schon seit langem in Bereichen wie der Kriminalermittlung und der Identitätsbestätigung angewendet. Ist es also die „Wunderwaffe“, die das Identitätsgeheimnis bei der Suche nach dem Mörder wieder lüften kann?

Von DNA zum Gesicht – ist das zuverlässig?

Der DNA-Phänotyp ist weltweit ein äußerst wichtiges Instrument zur Ermittlung von Kriminalfällen. Wenn die Ermittlungen ergebnislos bleiben, können mithilfe der DNA-Phänotypisierung bestimmte Gene aus der DNA einer Person extrahiert werden, um individuelle Gesichtszüge vorherzusagen. Dies trägt dazu bei, das mögliche Aussehen des Täters zu bestimmen, den Kreis der Verdächtigen weiter einzugrenzen und den Ermittlungsprozess zu beschleunigen.

Wer seine Verwandten unbedingt finden möchte, kann mit Hilfe des DNA-Phänotyps auch schnell die Gesichter potenzieller Verwandter finden, Kandidaten ausschließen, die überhaupt nicht über die entsprechenden genetischen Variationen verfügen, und so dazu beitragen, dass die Menschen so schnell wie möglich wieder zusammenfinden.

(Parabon verwendete DNA, um das Gesicht einer Person zu rekonstruieren, die später als Verdächtiger in einem Mordfall aus dem Jahr 1987 identifiziert wurde)

Zunächst werden körperliche und Gesichtsmerkmale durch die Analyse genetischer Variationsstellen (SNPs) bestimmt. Diese Punktunterschiede wirken sich oft auf eine Reihe von Informationen über den menschlichen Körper aus, wie etwa Augenfarbe, Haarfarbe, Alter, Geschlecht, Größe, genetische Erkrankungen usw. Durch den Vergleich von SNPs können wir daher eine Datenprobe der Gesichtszüge einer Person erhalten.

Anschließend werden auf der Grundlage von Algorithmen der künstlichen Intelligenz und tiefen generativen Modellen Informationen zu körperlichen Merkmalen extrahiert, um ein Gesichtsbild zu erstellen. Um die Wissenschaftlichkeit zu gewährleisten, wird jedes Merkmal häufig als Genauigkeitsprozentsatz angegeben. Beispielsweise beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei der anderen Person um einen weißen Mann handelt, 88,6 %, dass er oder sie braune Augen hat, 88,3 % und die Wahrscheinlichkeit, dass er oder sie Sommersprossen hat, nur 22 %.

Darüber hinaus können DNA-Phänotypen mit der Gesichtserkennungstechnologie künstlicher Intelligenz kombiniert werden, um das Aussehen der anderen Person im Laufe der Zeit zu generieren oder ihr Aussehen als Kind wiederherzustellen, selbst wenn der Fall viele Jahre zurückliegt. Wenn ein Kind mehrere Jahre lang vermisst wird, kann eine Haarlocke aus dem Kamm des Kindes verwendet werden, um eine Reihe von Altersverlaufsbildern zu erstellen.

Ellen McRae Greytak, Leiterin der Bioinformatik beim DNA-Forschungsunternehmen Parabon, erklärte einmal, dass das Unternehmen in den vergangenen sieben Jahren zur Lösung von über 200 Fällen beigetragen habe.

Im Jahr 2015 verwendete die kolumbianische Polizei am Tatort gesammelte DNA, um ein Bild des Verdächtigen zu erstellen und einen Mann festzunehmen. Damit klärte sie schließlich einen Mordfall auf, der vier Jahre lang ungelöst geblieben war.

Das 3D-Bild des DNA-Phänotyps zeigte, dass es sich bei dem Mörder um einen afrikanisch-algerischen Mann mit olivfarbener Haut, grünen Augen, vollen Lippen und wenigen oder keinen Sommersprossen handeln dürfte.

(Die DNA des Verdächtigen wird mit der Datenbank abgeglichen)

Auf der Grundlage von DNA erstellte Bilder können zusammen mit anderen Ermittlungsinformationen verwendet werden, um Plakate für vermisste Personen oder Steckbriefe zu erstellen, was den Fortschritt zweifellos effizienter macht.

Es ist keine Wunderwaffe, sondern ein scharfes Messer

Doch in den Augen der einfachen Leute scheint diese Technologie zwar einigermaßen nützlich, aber auch nutzlos zu sein.

Denn derzeit ist die DNA-Technologie nicht in der Lage, mehrere Gesichtsmerkmale genau vorherzusagen. Die Gesichtsform wird durch Tausende von Genen bestimmt. Die Beeinträchtigung eines einzelnen Merkmals kann den gesamten Gesichtsausdruck beeinflussen und die Gesichtsform von männlich zu weiblich verändern. Diese Mehrdeutigkeit stellt eine Herausforderung für die spätere Rückverfolgung dar.

Darüber hinaus kann der DNA-Phänotyp nur genetische Merkmale widerspiegeln und kann nicht die Interaktion mit der erworbenen Wachstumsumgebung zeigen. Beispielsweise können das Färben der Haare, das Brechen der Nase, der Verlust von Zähnen usw. das Aussehen des Verdächtigen verändern, sie lassen sich jedoch nicht in der DNA widerspiegeln. Daher ist es unmöglich, allein anhand der DNA das genaue Aussehen einer Person vorherzusagen.

Darüber hinaus ist jedem bekannt, dass Deep-Learning-Modelle für ihr Training auf große Datensätze angewiesen sind und dass in den Datensätzen vieler aktueller Gesichtserkennungssysteme die Gesichtsdaten verschiedener Rassen nicht ausgewogen sind. Dies führt zu sehr unterschiedlichen Erkennungsgenauigkeiten für verschiedene Gruppen. Gruppen mit geringer Algorithmusgenauigkeit können leicht falsch eingeschätzt und verurteilt werden, was zu neuer Ungerechtigkeit führt.

Beispielsweise war in einer DNA-Phänotypstudie auf Basis des Hapmap-Datensatzes im Jahr 2019 die Leistung der GLOBAL-Kohorte (globale Stichprobe) nicht so gut wie die der EURO-Kohorte (europäische Stichprobe). Einer der Gründe dafür ist, dass Europäer über einen größeren Umfang genomischer Daten verfügen und daher der Erkennungseffekt des Modells besser ist.

Und egal, wohin wir gehen, hinterlassen wir Spuren unserer DNA, beispielsweise ein Haar in der U-Bahn oder Speichel auf einem Glas im Café ... Wenn die Verfügbarkeit von DNA-Proben auf die Anwendung marktorientierter Dienste und großer Datenbanken trifft, birgt diese Technologie enorme Risiken für die Privatsphäre.

Im Jahr 2013 startete die New Yorker Künstlerin Heather Dewey Hagborg ein Kunstprojekt namens „Stranger Visions“, bei dem Porträtskulpturen aus an öffentlichen Orten gesammeltem genetischem Material erstellt werden. So zeigte beispielsweise die DNA einer heruntergefallenen Zigarettenkippe, dass es sich bei dem Raucher um einen Mann osteuropäischer Abstammung mit braunen Augen handelte.

(Dewey-Hagberg sammelt am 6. Januar 2013 um 12:15 Uhr in New York City eine Zigarettenkippe ein)

Sie gab diese Parameter in ein algorithmisches Modell ein, erstellte ein 3D-Modell des Gesichts und druckte die Skulptur im 3D-Verfahren.

Es ist nicht schwer, sich vorzustellen, dass, wenn diese Technologie in großem Maßstab eingesetzt wird und DNA-Proben überall zu finden sind, es sehr wahrscheinlich ist, dass alle Ihre Reiserouten und Handlungen aufgedeckt werden.

Und dieser Tag ist gekommen. Derzeit bieten viele ausländische Bioinstitute und Technologieunternehmen ähnliche Dienste an, beispielsweise Greytak, Parabon, Corsight usw. Human Longevity verwendete bereits 2017 DNA zur Rekonstruktion von Gesichtsfotos. Die kolumbianische Polizei erstellte das Bild des Verdächtigen mit Snapshot, einem von Parabon NanoLabs entwickelten Programm.

Es gibt auch einige einfache und leicht anzuwendende Anwendungen zur Gesichts-DNA-Testung, die kostenlos online heruntergeladen werden können und die Menschen dabei helfen, ihre Abstammung zu bestimmen, das Eltern-Kind-Verhältnis festzustellen und Verwandte zu finden. Die Anwendung Face IT DNA behauptet, Benutzern dabei helfen zu können, Verwandtschaftsverhältnisse durch den Abgleich von mehr als 60 Gesichtspunkten mit einer Übereinstimmungsgenauigkeit von bis zu 92 % zu bestätigen.

Mit Gesichtserkennung allein lässt sich eine so hohe Genauigkeit sicherlich nicht erreichen und es besteht die Gefahr, dass Ihre sensiblen persönlichen Daten verloren gehen.

Darüber hinaus wurden mehrere öffentliche DNA-Datenbanken eingerichtet. GEDMatch ist eine kostenlose DNA-Testdatenbank. Nachdem Benutzer ihre DNA-Profile zum Vergleich auf GEDMatch und andere Websites hochgeladen hatten, gelangten die relevanten Informationen jedoch in den Besitz der US-Polizei, die daraufhin einen verdächtigen Benutzer festnahm. Dieses Vorgehen, bei dem unangemessene Mittel eingesetzt werden, um an personenbezogene Daten zu gelangen, hat auch viel Widerstand hervorgerufen, der von GEDMatch die Forderung auslöste, den Zugriff auf die Plattformdaten einzuschränken.

Angesichts der tatsächlichen Probleme dieser DNA-Phänotypen glaubt der Biologe und Ingenieur Yves Moreau, dass es sich dabei wie bei einem Messer verhält: Die Menschen unterschätzen, wie scharf es sein kann.

Bei einem schweren Angriff auf Kriminelle kann es sein, dass zunächst normale Menschen verletzt werden.

Die Mängel überwiegen nicht die Vorteile, es ist unverzichtbar

Da die DNA-Phänotypisierung derzeit noch viele Herausforderungen und Mängel aufweist, besteht weiterhin Forschungsbedarf? Da es sich um eine neue Art der DNA-Technologie handelt, handelt es sich dabei zumindest derzeit um einen Bereich, dem sich kein Land entziehen kann.

Aus wissenschaftlicher Sicht kann die Untersuchung von DNA-Phänotypen der gesamten Menschheit helfen, besser zu verstehen, wer sie ist, und den Ursprung und die Evolution der Menschheit klären.

Obwohl die DNA die Gesichtszüge einer Person nicht genau wiedergeben kann, ist sie der zuverlässigste Beweis für die biologische und ethnische Abstammung einer Person. Das Verständnis der in der DNA verborgenen Informationen kann uns helfen, Migrationstrends, Bevölkerungsselektion und andere zufällige Einflüsse in der Menschheitsgeschichte zu verstehen.

So können beispielsweise Marker auf dem Y-Chromosom nur vom Vater an den Sohn weitergegeben werden und somit die geografische Herkunft der (männlichen) Vorfahren in der väterlichen Linie vollständig widerspiegeln.

Mithilfe von DNA-Phänotypisierungstestsystemen kann die individuelle Abstammung grob bestimmt und aufgrund der geografischen Herkunft auf bestimmte äußerlich erkennbare Merkmale geschlossen werden. Menschen mit blonden Haaren, blauen Augen und heller Haut sind zumindest teilweise Europäer.

Aus nationaler Sicht bauen viele Länder derzeit ihre eigenen biometrischen Datenbanken auf, die als wichtiger Teil der digitalen Governance angesehen werden. Beispielsweise können das indische Aadhar-System und das von der australischen Regierung entwickelte Gesichtserkennungssystem „The Capability“ Gesichter in Überwachungsvideos mit Bildinformationen in Führerscheinen abgleichen. In Zukunft wird es nicht mehr schwierig sein, durch die Kombination von DNA-Phänotypen das Gesicht des Täters vorherzusagen und potenzielle Verdächtige schnell aus der Gesichtsdatenbank zu finden.

Der Aufbau einer groß angelegten Datenbank mit den Merkmalen der Bürger des Landes wird einen fruchtbaren Boden für eine bessere Anwendung von Technologien wie Gesichtserkennung und Deep Learning bieten. Einige Wissenschaftler meinen, dass die Technologie umso präziser werde, je mehr genetische Daten identifiziert würden. Dadurch können Familien besser wieder zusammengeführt und Kriminelle früher vor Gericht gebracht werden.

Heutzutage wird Gesichtserkennungstechnologie für Privatpersonen in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise bei Zugangskontrollen, Sicherheitskontrollen, mobilen Zahlungen sowie beim Betreten und Verlassen von Veranstaltungsorten. Stellen Sie sich eine Welt der Zukunft vor, in der das Aussehen einer Person allein anhand der DNA genau rekonstruiert werden kann und Personalausweise, Reisepässe, Sozialversicherungskarten und andere Dokumente möglicherweise nicht mehr benötigt werden. Dadurch werden die Genauigkeit und Einzigartigkeit von Gesichtserkennungsszenarien erheblich verbessert.

Darüber hinaus kann das algorithmische Modell des DNA-Phänotyps auch auf die Verbindung zwischen medizinischen Bildern (wie Gehirnscans) und Genen erweitert werden, was Unterstützung bei der medizinischen Diagnose, genetischen Analyse usw. bietet und bei der Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit hilft.

Wohin wir auch gehen, hinterlassen wir etwas DNA. Geben Sie diese Informationen preis, dann können die nicht identifizierten Personen vielleicht ihre eigenen Namen bekommen. Und wer Böses tut, ist auch der Sonne ausgesetzt.

Dies ist die Welt der Technologie, in der alles real und sichtbar ist.