Kur përdorni gjurmën e gishtit për të shkyçur telefonin inteligjent, telefoni juaj po shikon një model dydimensional për të përcaktuar nëse është gjurma e duhur e gishtit përpara se të shkyçet për ju. Por gjurma që lë gishti juaj në sipërfaqen e butonit është në fakt një strukturë 3D e quajtur shenjë gishti.
Shenjat e gishtave përbëhen nga kreshta të vogla vaji nga lëkura juaj. Çdo kreshtë është vetëm disa mikronë e gjatë, ose disa të qindtat e trashësisë së flokëve të njeriut.
Identifikuesit biometrikë regjistrojnë shenjat e gishtave vetëm si fotografi 2D, dhe megjithëse këto përmbajnë shumë informacione, mungojnë shumë. Një gjurmë gishti 2D neglizhon thellësinë e gjurmës së gishtit, duke përfshirë poret dhe plagët e varrosura në kreshtat e gishtërinjve që janë të vështira për t’u parë.
Unë jam një edukator dhe shkencëtar i cili studion holografinë, një fushë kërkimi që fokusohet në mënyrën e shfaqjes së informacionit 3D. Laboratori im ka krijuar një mënyrë për të hartuar dhe vizualizuar shenjat e gishtave në tre dimensione nga çdo këndvështrim në një kompjuter – duke përdorur holografinë dixhitale.
Llojet e shenjave të gishtërinjve
Shkencëtarët i kategorizojnë shenjat e gishtave si të patentuara, plastike ose latente, në varësi të asaj se sa të dukshme janë ato kur lihen në një sipërfaqe.
Shenjat e gishtërinjve të patentuar janë lloji më i dukshëm – shenjat e gishtërinjve të përgjakshëm në skenat e krimit janë një shembull. Gjurmët e gishtave të plastikës gjenden në sipërfaqe të buta, të tilla si balta, Play-Doh ose çokollatë. Syri i njeriut mund t’i shohë të dyja patentë dhe gjurmë gishtash plastike mjaft lehtë.
Më pak të dukshme janë shenjat latente të gishtërinjve. Këto zakonisht gjenden në sipërfaqe të forta si p.sh qelqi, metalet, druri dhe plastika. Për t’i dalluar ato, një ekzaminues i gjurmëve të gishtave duhet të përdorë metoda fizike ose kimike të tilla si pluhurimi me pluhur, krijimi i reaksioneve kimike me reagentët e duhur ose tymi cianoakrilate.
Cianoakrilati bën super ngjitës formën e tij të lëngshme, por si gaz mund të bëjë të dukshme shenjat latente të gishtërinjve. Studiuesit i zhvillojnë gjurmët duke i lënë molekulat e avullit cianoakrilate të reagojnë me komponentët në mbetjet latente të gjurmëve të gishtave.
Detajet gjeometrike në shenjat e gishtërinjve kategorizohen në tre nivele. Niveli 1 përfshin modelet e dukshme të kreshtave, pra sythe, rrotullime dhe harqe. Niveli 2 i referohet imtësira ose detaje të voglatë tilla si bifurkacionet, mbaresat, sytë dhe grepa.
Gjurmët e gishtërinjve kanë struktura të dukshme kurrizore, të tilla si harqe (majtas), rrotullime (në mes) dhe sythe (djathtas), por në nivelin mikroskopik ato kanë modele dhe struktura shumë më të imta. ValeriyPolunovskiy/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Së fundi, veçoritë e Nivelit 3, të tilla si poret, plagët dhe rrudhat, janë shumë të vogla për t’i zgjidhur syri i njeriut. Këtu është vendi ku teknikat optike si holografia është e dobishme, pasi gjatësitë e valëve optike janë në rendin e mikroneve, mjaft të vogla për të dalluar detaje të vogla në një objekt.
Zhvillimi i hologrameve të shenjave të gishtërinjve
Meqenëse shenjat e gishtërinjve zakonisht mblidhen si fotografi 2D dhe hologramet shfaqin informacion 3D, ekipi im donte të zhvillonte një teknikë që mund të tregojë të gjitha karakteristikat topologjike 3D të një gjurmë gishti.
Për ta bërë këtë, ne kemi bashkëpunuar me Grupi i Akhlesh Lakhtakia në Penn State. Ata zhvilluan një teknikë të specializuar që depoziton a film i hollë kolone në shkallë nano shtresa, e quajtur CTF, në majë të gjurmës së gishtit për ta zhvilluar dhe ruajtur atë.
Filmat e hollë kolonarë janë shtylla të dendura të material i qelqtë që mbulojnë në mënyrë të njëtrajtshme shenjën e gishtit, si një rritje e dendur e pemëve identike në një pyll. Ashtu si majat e këtyre pemëve do të pasqyronin topologjinë e tokës, majat e këtyre shtresave të hollë kolone kopjoni strukturën 3D të shenjave të gishtërinjve në të cilat janë depozituar.
Mostrat e mbledhura duke përdorur filmin CTF. Banerjee Lab
Për të bërë një hologram nga diçka si një shenjë gishti 3D, studiuesit ndanë dritën nga një lazer në dy pjesë. Një pjesë, e quajtur vala e referencës, shkëlqen drejtpërdrejt në një aparat fotografik dixhital. Vala tjetër shkëlqen në objekt, në këtë rast shenja e gishtit.
Nëse objekti është reflektues, drita e reflektuar është gjithashtu drejtuar kamerës dixhitale dhe mbivendosur në valën e referencës.
Mbivendosja e valëve – si nga referenca ashtu edhe nga objekti – krijon një model ndërhyrjeje, i cili quhet hologram. Në holografinë dixhitale, ky hologram, i cili është një fotografi 2D, regjistrohet në kamerën dixhitale. Studiuesit pastaj importojnë hologramin në një kompjuter, ku mund të përdorin ligjet fizike të përhapjes së valëve për të kuptuar se ku valët e dritës nga lazeri u kthyen nga pjesë të ndryshme të objektit.
Ky proces i lejon ata për të rindërtuar objektin si një foto 3D.
Pra, hologrami i rindërtuar ka të gjitha detajet 3D të objektitdhe tani mund ta vizualizoni objektin 3D në një laptop nga çdo perspektivë.
Marrja e shenjave të gishtërinjve
Në vitin 2017, bashkëpunimi ynë raportoi rezultatet tona të para, ku bëmë fotografi 3D të shenjave latente të gishtërinjve duke përdorur teknikën CTF. Ne regjistruam holograme të shenjave të gishtave të zhvilluara nga CTF me dy gjatësi vale të ndryshme drite – jeshile dhe blu – të krijuara nga një lazer. Përdorimi i dy gjatësi vale të ndryshme na lejoi të dallonim detaje të vogla si poret në rindërtimet 3D.
Grupi kërkimor i Lakhtakia ka depozituar qindra shenja gishtash në xhami, dru dhe plastikë. Më pas i kanë lënë të plaken në mjedise të ndryshme, në temperatura dhe nivele të ndryshme lagështie, përpara se t’i veshin me film CTF për të marrë gjurmën e gishtit. Grupi im regjistron hologramet dixhitale të këtyre shenjave të gishtërinjve dhe i vizualizon ato në 3D në një kompjuter.
Ne kemi filluar gjithashtu të punojmë për një plan më të mirë të analizës së shenjave të gishtërinjve 3D për të ndihmuar në identifikimin e të dyshuarve për krime.
Të Laboratori rajonal i krimit në Luginën e Miami në Dayton, Ohio, ka vlerësuar cilësinë e shenjave të gishtave të kapur nga grupi kërkimor i Lakhtakia. Gjithashtu do të na ndihmojë të zhvillojmë një metodë të re për klasifikimin e rindërtimeve holografike 3D, diçka që aktualisht nuk ekziston. Kjo mund të përfshijë krijimin e kategorive për të klasifikuar se sa të qarta janë interpretimet 3D të shenjave të gishtërinjve.
Përdorimi i gjurmëve të gishtërinjve si identifikues unik ka një histori të gjatë, që shkon prapa qytetërimet e lashta babilonase dhe kineze. Ato janë përdorur për qëllime mjekoligjore që nga fundi i viteve 1890, duke filluar nga Kalkuta, Indi. Puna jonë synon të ndërtojë mbi këtë histori të pasur dhe të përdorë teknologjitë më të fundit për të përmirësuar analizën e shenjave të gishtërinjve.
Partha Banerjee është profesoreshë e Inxhinierisë Elektrike dhe Kompjuterike në Universitetin e Dejtonit. Ky artikull është ribotuar nga Biseda nën një Licenca Creative Commons. Lexoni artikull origjinal.
