DNA to Face AI面部識別技術 會是尋人緝兇的一顆“銀彈”嗎？

電影《讓子彈飛》里，有一段情節(jié)特別有意思：

鵝城之主黃四郎拿著張麻子的上任證件，大惑不解——

黃：這照片是你嗎。

張：是我。

黃：這就不是你。

張：我也說這TM根本就不是我。我去照相館照相，取照片的時候，他們給我的就是這張，我說這不是我，他們說這就是你，我說他不是我！他們說這就是你。沒辦法，我就把他貼在這了。

于是，張麻子就這么走馬上任了。

或許，你只覺得這段劇情特別搞笑，堪稱大型現(xiàn)實魔幻主義。但如果現(xiàn)實之中，尋找久別的親人、追查肇事的罪犯等，都只能依靠這種容易偽造、模糊不清的信息，會讓整個任務變得一籌莫展。

準確鑒定一個人的身份乃至外貌，已經成為一個必須解決的關鍵社會問題。而目前最為便捷與安全的解決方案無疑就是DNA技術。

人體內的DNA具有唯一性（同卵雙胞胎可能具有同樣的DNA）和永久性，因此，DNA鑒定也具有絕對的權威性和準確性，是目前世界范圍內應用最廣、也是最為成熟的犯罪偵查技術之一，也一直被認為是尋找失蹤人口的黃金標準。

而且，DNA信息很難被徹底抹去，一件穿過的衣服、一塊嚼過的口香糖，一根跌落的頭發(fā)，都可能采集到DNA樣本。試想一下，如果根據DNA能夠直接描繪出的長相，是不是能夠快速拿到關鍵信息，從而加快團聚的腳步、斷案的進度呢？

舉個例子，前不久備受關注的徐州小花梅事件調查結果公布，通過DNA檢驗比對確認了楊某俠即小花梅的身份。同時，又有網友對比了小花梅與楊某俠的照片，很多人都認為不像同一個人。這種情況，如果能通過DNA預測并生成面部畫像，或許就能直觀且準確地看到面貌特征，有效地說服質疑者。

事實上，基于DNA信息對人類外部可見特征（EVCs）的預測，早已被應用到了刑偵身份確認等領域當中。那么，它究竟是不是尋人緝兇中，那顆重開身份迷霧的 “銀彈”silver bullet呢？

DNA to Face，靠譜嗎？

在全球范圍內，DNA表型都是一種極為重要的刑偵手段。當偵查毫無頭緒的時候，DNA表型可以從個體DNA中提取某些基因來預測個體面部特征，幫助確定肇事者可能是什么樣子，進一步縮小嫌疑人的范圍，加快調查過程。

對于渴望尋親的人來說，DNA表型也可以幫助TA快速定位出潛在親人的面貌，排除完全不具備相關遺傳變異的候選人，幫助人們早日團聚。

首先，通過分析遺傳變異點位SNP，確定身體和面部特征。這些點位差異，往往會影響人體相關的一系列信息，比如眼睛顏色，頭發(fā)顏色，年齡，性別，身高，遺傳病等。因此，通過比對SNP可以得到一個人的容貌特征數(shù)據樣本。

然后，基于人工智能算法和深度生成模型，提取與身體特征相關的信息，創(chuàng)建面部圖像。為了保證科學性，每個特征往往會用準確率百分比的形式呈現(xiàn)。比如，對方可能有88.6%的概率，是一個白人男性，88.3%的概率有褐色的眼睛，有雀斑的概率則只有22%。

此外，即使案件已經發(fā)生多年，DNA表型也可以與AI面部識別技術相結合，生成對方隨著時間流逝后的長相，或者還原兒童時的長相。如果一個孩子失蹤幾年了，那么從孩子的梳子上取下的一縷頭發(fā)，可以用來創(chuàng)建一組年齡進展圖像。

DNA 研究公司Parabon的生物信息學總監(jiān)Ellen McRae Greytak就曾分享過，該公司在過去七年中幫助解決了200多起案件。

2015年，哥倫比亞警方就通過現(xiàn)場收集的DNA，生成嫌疑人圖像，逮捕了一名男子，最終破獲了一個四年來毫無進展的兇殺案。

DNA表型的3D圖像顯示，兇手應該是一個非洲阿爾及利亞的男性，有著橄欖色的皮膚，綠色的眼睛，豐滿的嘴唇，很少或沒有雀斑。

基于DNA來生成的圖像，可以與其他調查信息一起，生成尋人或通緝海報，無疑會讓進展事半功倍。

不是銀彈，卻是尖刀

但在普通人眼中，這個技術好像有點用，又好像沒啥用。

因為，目前DNA技術還無法準確預測多種面貌特征。臉部的形狀是由數(shù)以千計的基因決定的，某一處單個特征的標記都可能影響整個面部表現(xiàn)，讓臉型從男性化變得女性化，這種模糊性就給后續(xù)追查帶來挑戰(zhàn)。

另外，DNA表型只能反映基因遺傳特征，不能顯示出與后天成長環(huán)境的相互作用。比如染發(fā)、斷鼻、掉牙等情況，都可能改變嫌疑人外表，卻無法反映在DNA中。所以僅憑DNA就不可能預測一個人精準的樣子。

還有，大家都知道深度學習模型依賴于大規(guī)模的數(shù)據集訓練，而目前許多面部識別系統(tǒng)的數(shù)據集中，不同種族的面部數(shù)據并不均衡，這就會導致對不同群體的識別準確度大不相同，算法準確率低的群體可能很容易被誤判和定罪，帶來新的不公平。

比如在2019年基于Hapmap數(shù)據集展開的一項DNA表型研究中，GLOBAL隊列（全球樣本）的表現(xiàn)就不如EURO隊列（歐洲樣本）好，原因之一，就是歐洲人在基因組方面的數(shù)據規(guī)模更大，因此模型的識別效果更好。

而且無論我們走到哪里，都會留下自己的DNA痕跡，比如地鐵上留下的一縷頭發(fā)，或是咖啡館中玻璃杯上沾到的唾液……當DNA樣本的易得性，遇上市場化服務和大規(guī)模數(shù)據庫的應用，這項技術也就產生巨大的隱私風險。

2013 年，紐約藝術家杜威-哈格堡（Heather Dewey Hagborg）啟動了一個藝術項目“陌生人視角景（Stranger Visions）”，從公共場所收集的遺傳物質制作肖像雕塑。比如，從一根掉落的煙頭里，DNA顯示吸煙者是一個東歐血統(tǒng)的男性，眼睛是棕色的。

（2013年1月6日中午12點15分，杜威-哈格堡在紐約收集了一個煙頭）

她將這些參數(shù)輸入到算法模型中，創(chuàng)建出人臉的3D模型，并用3D打印出雕塑。

不難想象，如果這項技術開始規(guī)?；瘧?，而DNA樣本又無處不在，那么很可能你的所有行程、做了什么，都會被扒個底兒掉。

而這一天，已經到來了。目前，很多海外生物機構和科技企業(yè)會提供類似的服務，比如Greytak、Parabon、Corsight等，Human Longevity早在 2017 年就曾使用 DNA 重建面部照片。哥倫比亞警方正是通過Parabon NanoLabs公司開發(fā)的程序Snapshot，創(chuàng)建出了嫌疑人的形象。

還有一些簡單易用的面部DNA測試應用，可以在網上免費下載，幫人們判斷血統(tǒng)、確定親子關系、尋找親人。應用程序Face IT DNA，就號稱可以通過60多個面部點匹配，來幫助用戶確認關系，只需要進行人臉識別掃描，匹配準確率高達92%。

僅僅人臉識別當然達不到這樣高的精度，而且很可能導致你的敏感個人信息泄露。

一些公開的DNA數(shù)據庫也已經建立。GEDMatch就是一個可以免費使用的DNA測試數(shù)據庫，但用戶把自己的DNA檔案上傳到GEDMatch等網站比對之后，相關信息也被美國警方拿到，然后抓捕了一位嫌疑人用戶。這種運用不合理手段獲取個人因素數(shù)據的行為，也引發(fā)了大量的反對，要求GEDMatch限制對平臺數(shù)據的訪問。

面對這些DNA表型存在的現(xiàn)實問題，生物學家和工程師Yves Moreau認為，它就像一把刀——人們低估了它能有多鋒利。

在向犯罪分子重磅出擊的時候，也可能先割傷普通人。

瑕不掩瑜，必不可少

既然DNA表型目前還有很多挑戰(zhàn)和不足之處，那還有研究的必要嗎？至少目前來說，作為一種新型的DNA技術，是各國不可回避的領域。

從科學的角度來看，研究DNA表型，能夠幫助全人類更了解自己是誰，搞清楚人類的起源和演變。

DNA雖然不能精準地反映個體的面貌細節(jié)，卻是一個人生物血統(tǒng)和族裔血統(tǒng)最靠譜的證明。讀懂DNA中隱藏的信息，能夠了解人類歷史過程中的遷移動向、族群選擇以及其他隨機影響。

舉個例子，位于Y染色體上的標記，只能從父親傳給兒子，因此能夠完全反映出父系譜系中（男性）祖先的地理起源。

借助DNA表型測試系統(tǒng)，可以大致確定個體血統(tǒng)，并根據地理祖先推斷出某些外部可見的特征。像是金發(fā)，藍眼睛和淺色皮膚的人，都至少有一部分歐洲血統(tǒng)。

從國家的角度看，目前，很多國家也都在建設自己的生物識別數(shù)據庫，被視作數(shù)字治理的重要組成部分。比如印度的Aadhar系統(tǒng)，以及澳大利亞政府正在建立的面部識別系統(tǒng)“The Capability”，可以將監(jiān)控錄像中的人臉和駕駛執(zhí)照中的圖像信息相匹配。未來結合DNA表型預測肇事者的臉，快速從人臉數(shù)據庫中找到潛在嫌疑人，將不再是難事。

建立具有本國國民特征的規(guī)模數(shù)據庫，成為更好地應用人臉識別、深度學習等技術的土壤。正如一些科學家所說的，識別的基因數(shù)據越多，這種技術就會越準確。進而更好地幫助親人團聚、更早將犯罪分子繩之以法。

而對于個人來說，今天，人臉識別技術已經應用在門禁、安檢、移動支付、進出場館等諸多場合。想象一下，在未來世界里，一個人的外表可以僅從DNA中準確地重建出來，身份證、護照、社會保障卡等證件或許就都不再需要了。這會大大提升人臉識別場景的準確度和唯一性。

此外，DNA表型的相關算法模型，還可以擴展到醫(yī)學圖像（如腦部掃描）與基因的聯(lián)系，為醫(yī)療診斷、遺傳分析等提供輔助，幫助研究阿爾茨海默氏癥等神經退行性疾病。

無論我們走到哪里，都會留下一些DNA。讓這些信息被看見，或許那些不明身份的人，都能夠擁有自己的姓名。而作惡的人，也暴露在陽光下。

這就是技術的世界，讓一切真實無所遁形。