Китайські науковці навчилися за допомогою ШІ відтворювати обличчя людини за самим ДНК
Може змінити криміналістику, медицину та правоохоронну діяльність, але викликає серйозні занепокоєння щодо приватності.
Зображення: ZME Science
Науковці з Китаю розробили Difface — ШІ-інструмент, здатний «із тривожною точністю» відтворювати 3D-модель обличчя людини, використовуючи лише ДНК. Технологія спирається на багаторічні дослідження взаємозв'язку між генетикою та рисами обличчя, розповідає ZME Science.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі Advanced Science, дослідники з Китайської академії наук представили потужний новий інструмент, здатний відтворювати реалістичні 3D-обличчя людини лише за генетичною інформацією. Це науковий прорив, який може змінити криміналістику, медицину та правоохоронну діяльність, але також викликає серйозні занепокоєння щодо приватності.
Як працює: обличчя з генетичного коду
Технологія базується на десятиліттях досліджень, які показують, що наші гени впливають на риси обличчя — вилиці, ніс, лінію щелепи. Науковці давно знають, що короткі фрагменти ДНК, звані однонуклеотидними поліморфізмами (SNP), беруть участь у визначенні цих ознак.
Difface виводить це на новий рівень. Модель використовує багатокроковий процес: спочатку вона зіставляє високо вимірні генетичні дані з 3D-структурою поверхні обличчя. Потім застосовується складна техніка контрастного навчання, щоб узгодити патерни ДНК із рисами обличчя в спільному низько вимірному просторі. Нарешті, «дифузійна модель» — техніка ШІ, яка може генерувати реалістичні зображення з білого шуму — створює 3D-хмару цяток, цифрову сітку контурів обличчя.
Дослідники тренували Difface на базі даних із 9674 добровольців ханьського походження. Кожен із них надав дані геномного секвенування та високоякісні 3D-сканування облич. Результати виявилися вражаюче деталізованими. Навіть тонкі риси, як-от насіон (впадинка на верхівці носа) чи форма вилиць, відтворювалися з дивовижною точністю.
За даними дослідження, Difface, використовуючи лише ДНК, показав середню помилку реконструкції лише 3,5 мм. Коли моделі додавали додаткову інформацію — вік, стать і індекс маси тіла — помилка зменшилася до 2,93 мм.
Революція в криміналістиці?
Найочевидніше застосування — криміналістика. Уявіть, що слідчі знаходять лише кілька клітин, можливо, пасмо волосся, на місці злочину — без відбитків пальців, без записів. З Difface вони одного дня можуть відтворити обличчя підозрюваного лише за генетичним матеріалом.
У сліпих тестах, розроблених для оцінки здатності Difface генерувати реалістичні зображення, учасники мали вибрати реальне обличчя, яке відповідає синтетичному, з-поміж ряду зображень. Коли в наборі було п’ять облич, учасники вгадували правильно понад 75 % часу. Але ймовірність падала зі збільшенням набору: лише трохи більше 51 % із 20 варіантів.
Difface ще не досконалий. Деякі риси погіршуються, коли генетичні дані неповні. При менш ніж 70 % даних SNP реконструйовані обличчя стають більш загальними. Але деякі риси, особливо форма носа, залишаються дивовижно стійкими — ймовірно, через їхню сильну залежність від генетики.
Питання приватності
Попри вражаючі результати, це також викликає тривогу. Відтворення обличчя з ДНК — навіть без імені — може підірвати анонімність. Це основна обіцянка більшості компаній із тестування ДНК, які стверджують, що ваші генетичні дані залишаються анонімними. Якщо обличчя пов’язуватимуть із інакше анонімними даними, дослідники попереджають, що люди можуть бути ідентифіковані без згоди. Це відчиняє двері для зловживань у спостереженні, поліцейській діяльності та комерційному маркетингу.
Правові рамки щодо генетичних даних різняться від країни до країни, і мало хто встиг адаптуватися до наслідків такого ШІ. У США правоохоронні органи вже використовували фенотипування ДНК для створення ескізів підозрюваних. У Китаї влада створила бази даних на основі ДНК етнічних меншин.
Дзеркало для майбутнього
Окрім правоохоронної діяльності, технологія має значення для персоналізованої медицини. Лікарі можуть одного дня використовувати моделювання облич на основі ДНК, щоби краще зрозуміти вроджені розлади чи відстежувати старіння. Команда навіть показала, що Difface може симулювати прогресію віку, оцінюючи, як обличчя людини змінюватиметься з часом на основі її геному.
Однак модель далека від універсальності. Її тренували лише на даних ханьського походження — відносно генетично однорідної групи. Розширення моделі для точної роботи з різноманітними етнічними групами вимагатиме величезних нових наборів даних — і ще більше етичних питань.
Дослідники це визнають.
«Перевірка Difface на наборах даних із кількох етнічних груп і дослідження, чи потрібні додаткові генетичні локі для певних рис обличчя, будуть ключовими кроками», — пишуть вони у своїй статті.
У цьому сенсі Difface — і технічне диво, і суспільний тест. Він ставить науку віч-на-віч із напругою між тим, що ми можемо зробити з ДНК, і тим, що мусимо.
Більше новин читайте на GreenPost.
