L’analyse des empreintes digitales est un outil fiable dans la résolution des crimes depuis plus d’un siècle. Les enquêteurs s’appuient sur les empreintes digitales pour identifier les suspects ou les relier à des scènes de crime spécifiques, convaincus que chaque empreinte offre un code distinctif.

Pourtant, une équipe de chercheurs a découvert que les empreintes de différents doigts d’une même personne peuvent parfois sembler plus semblables.

Cette découverte est venue d’un modèle d’intelligence artificielle qui a révélé des liens surprenants entre les empreintes.

Hod Lipson, de Columbia Engineering, se distingue dans cet effort visant à remettre en question les normes médico-légales largement acceptées, en collaboration avec Wenyao Xu de l’ Université de Buffalo .

L’IA s’attaque aux empreintes digitales

Pendant des décennies, on a tenu pour acquis que les empreintes digitales des différents doigts d’un même individu ne correspondaient pas. Cette croyance repose en grande partie sur l’hypothèse selon laquelle chaque doigt présente des crêtes, des boucles et des tourbillons totalement distincts.

Un critique anonyme a même déclaré : « Il est bien connu que chaque empreinte digitale est unique », lorsqu’il a été confronté au travail des chercheurs.

Malgré cette résistance, un étudiant de dernière année de Columbia Engineering, nommé Gabe Guo, a mené une étude qui contredit cette hypothèse de longue date.

En utilisant une base de données publique du gouvernement américain contenant environ 60 000 empreintes digitales, Guo a intégré des paires d’empreintes digitales dans un réseau contrasté profond. Certaines paires appartenaient à la même personne, tandis que d’autres provenaient de personnes différentes.

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Le système d’intelligence artificielle est devenu capable de déterminer si des empreintes apparemment différentes provenaient en réalité d’un seul individu, atteignant une précision de 77 % pour les paires simples.

Dans les cas où plusieurs échantillons ont été regroupés, la précision a augmenté de façon spectaculaire, offrant la possibilité de décupler les méthodes médico-légales existantes.

Les chercheurs font tanguer le bateau

Bien que ces résultats promettaient de nouvelles possibilités pour relier les scènes de crime, les chercheurs ont dû faire face à une bataille difficile lors de l’évaluation par les pairs.

Le projet a été rejeté par une revue médico-légale bien établie qui n’a pas accepté l’idée que différents doigts pourraient produire des empreintes ayant des caractéristiques communes .

Sans se laisser décourager, le groupe a cherché à élargir son lectorat. Le journal a été une nouvelle fois refusé, ce qui a incité Lipson à contester la décision.

« Si ces informations font pencher la balance, alors j’imagine que des affaires non résolues pourraient être relancées, et même que des innocents pourraient être acquittés », a noté Lipson, qui co-dirige le Makerspace Facility à Columbia.

Déterminée à ne pas reculer devant un défi, même si cela signifiait perturber plus de 100 ans de pratiques acceptées, l’équipe a continué à peaufiner son travail.

Le système d’intelligence artificielle est devenu capable de déterminer si des empreintes apparemment différentes provenaient en réalité d’un seul individu, atteignant une précision de 77 % pour les paires simples.

Dans les cas où plusieurs échantillons ont été regroupés, la précision a augmenté de façon spectaculaire, offrant la possibilité de décupler les méthodes médico-légales existantes.

Les chercheurs font tanguer le bateau

Bien que ces résultats promettaient de nouvelles possibilités pour relier les scènes de crime, les chercheurs ont dû faire face à une bataille difficile lors de l’évaluation par les pairs.

Le projet a été rejeté par une revue médico-légale bien établie qui n’a pas accepté l’idée que différents doigts pourraient produire des empreintes ayant des caractéristiques communes .

Sans se laisser décourager, le groupe a cherché à élargir son lectorat. Le journal a été une nouvelle fois refusé, ce qui a incité Lipson à contester la décision.

« Si ces informations font pencher la balance, alors j’imagine que des affaires non résolues pourraient être relancées, et même que des innocents pourraient être acquittés », a noté Lipson, qui co-dirige le Makerspace Facility à Columbia.

Déterminée à ne pas reculer devant un défi, même si cela signifiait perturber plus de 100 ans de pratiques acceptées, l’équipe a continué à peaufiner son travail.

Finalement, leur persévérance a porté ses fruits puisque leur étude a finalement été reconnue et publiée dans la revue à comité de lecture Science Advances .

L’IA donne de nouveaux indices dans l’analyse des empreintes digitales

Les méthodes traditionnelles s’appuient sur des détails, qui font référence aux modèles de ramification et aux points d’extrémité des crêtes.

« L’IA n’utilisait pas les « minuties », qui sont les ramifications et les points d’extrémité des crêtes d’empreintes digitales – les modèles utilisés dans la comparaison traditionnelle des empreintes digitales », a expliqué Guo.

« Au lieu de cela, il utilisait autre chose, lié aux angles et aux courbures des tourbillons et des boucles au centre de l’empreinte digitale. »

Ses conclusions suggèrent que les experts ont peut-être négligé des indices visuels importants.

La collaboration comprenait Aniv Ray, diplômé de Columbia Engineering, et Judah Goldfeder, étudiant au doctorat, qui ont tous deux indiqué que le succès initial du projet pourrait se renforcer avec des ensembles de données plus volumineux.

« Imaginez à quel point cela fonctionnera bien une fois qu’il sera formé sur des millions, au lieu de milliers d’empreintes digitales », a fait remarquer Ray, laissant entendre que cette approche pourrait éventuellement affiner la façon dont les enquêteurs recherchent des indices sur plusieurs scènes de crime.

Biais potentiel et prochaines étapes

Les chercheurs sont attentifs aux éventuelles lacunes dans les données. Ils ont constaté que leur système affichait des performances similaires auprès de différents groupes démographiques, mais ont souligné la nécessité de disposer de collections d’empreintes digitales plus vastes et plus diversifiées.

Ils espèrent qu’une validation approfondie permettra de répondre à toute préoccupation concernant les biais avant que quiconque n’adopte cette technique dans des enquêtes réelles.

L’objectif à long terme est d’offrir aux forces de l’ordre un outil supplémentaire qui améliore l’efficacité lorsque les affaires semblent compliquées.

Bien que l’IA ne puisse pas conclure officiellement une affaire juridique, elle peut aider à réduire le champ des suspects ou à relier des scènes de crime distinctes sur la base de correspondances partielles.

« Beaucoup de gens pensent que l’IA ne peut pas vraiment faire de nouvelles découvertes – qu’elle ne fait que régurgiter des connaissances », a expliqué Lipson, soulignant un changement plus large dans la manière dont l’IA pourrait soutenir le travail d’enquête.

« Mais cette recherche est un exemple de la façon dont même une IA relativement simple , à partir d’un ensemble de données relativement simple que la communauté des chercheurs possède depuis des années, peut fournir des informations qui ont échappé aux experts pendant des décennies. »

IA, empreintes digitales et application de la loi

Cette étude démontre que l’intelligence artificielle peut repérer des tendances que les méthodes d’analyse traditionnelles pourraient manquer. Elle souligne également la valeur des ensembles de données ouvertes, jusqu’ici sous-exploités dans de nombreux domaines de recherche.

Ces résultats pourraient inciter les experts médico-légaux à repenser certaines procédures, notamment lorsque plusieurs empreintes digitales du même suspect apparaissent à différents endroits.

Lipson voit un avenir où des avancées inattendues peuvent provenir de perspectives nouvelles.

Ils espèrent qu’une validation approfondie permettra de répondre à toute préoccupation concernant les biais avant que quiconque n’adopte cette technique dans des enquêtes réelles.

L’objectif à long terme est d’offrir aux forces de l’ordre un outil supplémentaire qui améliore l’efficacité lorsque les affaires semblent compliquées.

Bien que l’IA ne puisse pas conclure officiellement une affaire juridique, elle peut aider à réduire le champ des suspects ou à relier des scènes de crime distinctes sur la base de correspondances partielles.

« Beaucoup de gens pensent que l’IA ne peut pas vraiment faire de nouvelles découvertes – qu’elle ne fait que régurgiter des connaissances », a expliqué Lipson, soulignant un changement plus large dans la manière dont l’IA pourrait soutenir le travail d’enquête.

« Mais cette recherche est un exemple de la façon dont même une IA relativement simple , à partir d’un ensemble de données relativement simple que la communauté des chercheurs possède depuis des années, peut fournir des informations qui ont échappé aux experts pendant des décennies. »

IA, empreintes digitales et application de la loi

Cette étude démontre que l’intelligence artificielle peut repérer des tendances que les méthodes d’analyse traditionnelles pourraient manquer. Elle souligne également la valeur des ensembles de données ouvertes, jusqu’ici sous-exploités dans de nombreux domaines de recherche.

Ces résultats pourraient inciter les experts médico-légaux à repenser certaines procédures, notamment lorsque plusieurs empreintes digitales du même suspect apparaissent à différents endroits.

Lipson voit un avenir où des avancées inattendues peuvent provenir de perspectives nouvelles.

« Ce qui est encore plus passionnant, c’est qu’un étudiant de premier cycle, sans aucune expérience en criminalistique, puisse utiliser l’IA pour remettre en question avec succès une croyance largement répandue dans tout un domaine », a conclu Lipson.

« Nous sommes sur le point de vivre une explosion de découvertes scientifiques menées par des non-experts grâce à l’IA, et la communauté des experts, y compris le monde universitaire, doit s’y préparer. »

L’étude complète a été publiée dans la revue Science Advances .

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