Дослідники з Китайської академії наук розробили новий інструмент на базі ШІ, здатний відтворювати обличчя реальної людини лише за фрагментом ДНК.

Інструмент під назвою Difface здатен відтворити тривимірне зображення обличчя реальної людини лише за фрагментом ДНК. Технологія була створена на базі багаторічних досліджень зв'язку між генетикою та рисами обличчя, зокрема, формою носу, вилицями, щелепами.

«Дивовижно, але Difface може генерувати тривимірні зображення осіб людей виключно на основі даних їх ДНК, прогнозуючи їхню зовнішність у різному віці», - зазначає старший науковий співробітник групи дослідників Луонан Чен.

Difface працює за принципом використання сучасних методів генерації зображень та машинного навчання, створюючи точні 3D-зображення облич на базі однонуклеотидних поліморфізмів. При цьому використовується інструмент для трансформації зображень та спіральна згорткова нейромережа для зіставлення однонуклеотидних поліморфізмів з тривимірною хмарою точок обличчя для генерації загальних рис обличчя конкретної людини.

ШІ навчали на базі даних облич 9 тис 674 людей з представників народності хань. Кожен з них надав результати секвенування геному та 3D-зображення власного обличчя високої роздільної здатності. Після навчання ШІ виявився здатним відтворювати такі тонкі риси обличчя, як поглиблення на кінчику носа, або форми вилиць.

Крім того, модель враховує додаткові фенотипічні дані, такі як вік, стать та індекс маси тіла, що дозволяє прогнозувати зміни особи з віком. Difface досягла точності відтворення обличчя у 3,33% за найближчим збігом. У більш ранніх моделей Mahdi та Sero ці показники складали 2,48% та 3,00%. Середня помилка відтворення складала лише 3,52 мм за евклідовою відстанню між реальними та згенерованими зображеннями. Евклідова відстань представляє, наскільки схожі дві точки даних, припускаючи, що деяка кластеризація на основі інших даних вже була виконана. Коли моделі було надано додаткову інформацію - вік, стать та індекс маси тіла - помилка скоротилася ще більше, до 2,93 мм.

Ця модель ШІ може отримати застосування у криміналістиці, дозволяючи слідчим відтворити обличчя злочинця за допомогою фрагментів ДНК, випадково залишених на місці злочину. Однак деякі риси обличчя все ще можуть бути неточними, якщо надано неповний набір генетичних даних. Коли модель обробляла варіанти з менше ніж 70% даних однонуклеотидних поліморфізмів, відтворювані нею обличчя здебільшого втрачали індивідуальні риси.

Наразі найбільше занепокоєння викликає те, що використання технології Difface може підірвати конфеденційність даних, які зберігаються компаніями, що проводять ДНК-тести. Це також може призвести до зловживань у сферах спостереження, охорони правопорядку та маркетингу. У США правоохоронні органи вже використали фенотипування ДНК для створення портретів підозрюваних. У Китаї влада склала бази даних етнічних меншин на основі ДНК.

Розширення моделі для точної роботи в різних етнічних групах вимагатиме величезних нових наборів даних і підніме ще більше етичних питань. Однак розробники готуються до цього.

«Перевірка Difface за допомогою наборів даних із кількох етнічних груп та вивчення того, чи необхідні додаткові генетичні локуси для певних рис обличчя, стануть ключовими кроками», - підкреслюють розробники.

Результати дослідження були опубліковані у журналі Advanced Science.