Phương pháp tiếp cận máy học đầu tiên để phân tích DNA pháp y

Cập nhật: 29/2021/XNUMX
Phương pháp tiếp cận máy học đầu tiên để phân tích DNA pháp y

Khi lĩnh vực pháp y phát triển, các bằng chứng phức tạp hơn đang được xử lý với độ chính xác, độ nhạy và tốc độ cao hơn bao giờ hết. Để đưa ra một ví dụ thực tế, hãy xem xét một vụ cướp ngân hàng mà thủ phạm sử dụng một chiếc bút, loại có sẵn cho tất cả khách hàng, để viết ghi chú mà họ chuyển cho nhân viên giao dịch. Trong trường hợp này, thủ phạm đã gửi các tế bào da lên cây bút này, nhưng một số người khác cũng vậy. Kết quả là một hỗn hợp phức tạp của DNA từ tất cả các cá thể này. Nơi mà 30 năm trước, một nhà khoa học pháp y có lẽ đã cần tên cướp ngân hàng để lại vài giọt máu trên cây bút để tạo ra hồ sơ DNA, thì ngày nay, họ chỉ cần một vài tế bào.

Khả năng đánh giá bằng chứng sinh học có chứa hỗn hợp phức tạp hoặc hàm lượng DNA thấp có thể thực hiện được nhờ vào phần mềm máy tính sử dụng các phương pháp mô hình xác suất. Các chương trình này sử dụng các thuật toán phức tạp để ước tính xác suất liên quan đến các cá nhân đóng góp vào hỗn hợp DNA. Nhưng bất chấp những cách tiếp cận sáng tạo để giải thích hỗn hợp, phần lớn vẫn còn tồn tại những hạn chế do sự phức tạp tổng thể của DNA không nguyên sinh và thiếu các nguồn lực như sức mạnh tính toán, thời gian và chi phí.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp tiếp cận máy học kết hợp mới (MLA) để phân tích hỗn hợp (bằng sáng chế Hoa Kỳ số 10,957,421). Phương pháp của họ kết hợp thế mạnh của các phương pháp tiếp cận phân tích chuyên gia và tính toán hiện tại với các phương pháp khai thác dữ liệu và trí tuệ nhân tạo.

MLA của họ cho phép giải mã (phân tách) hỗn hợp DNA nhanh chóng và tự động với độ chính xác cao hơn so với các phương pháp hiện tại. Phần mềm sẽ yêu cầu nguồn tài chính và tính toán tối thiểu và cung cấp các kết luận ngày càng nhiều thông tin, độ tin cậy cao.

Mặc dù tài sản trí tuệ này chưa được phát triển đầy đủ cho mục đích thương mại nhưng họ đang theo đuổi nguồn tài trợ để chuyển đổi công nghệ. Một khi điều này được thực hiện, họ hy vọng rằng phương pháp mới sẽ được sử dụng trong cộng đồng thực thi pháp luật và tư pháp hình sự, đặc biệt là bởi các nhà khoa học pháp y DNA và cộng đồng pháp lý.

Các nhà nghiên cứu cho biết sinh viên FNSSI hiện có thể sử dụng các thành phần của học máy và, một khi đối tác thương mại được bảo đảm và sản phẩm được phát triển đầy đủ, họ sẽ bắt đầu triển khai nó vào chương trình giảng dạy của FNSSI. Các công nghệ đang chờ cấp bằng sáng chế khác của Marciano và Adelman hiện đang được sinh viên sử dụng.

Giám đốc điều hành FNSSI Kathleen Corrado cho biết việc có công nghệ này tại Đại học Syracuse sẽ cho phép sinh viên làm việc với các kỹ thuật phân tích sáng tạo, đây là những kỹ năng cần thiết cho các nhà khoa học pháp y khi lĩnh vực này chuyển động nhiều hơn theo hướng phân tích tính toán.

Công cụ mới thú vị này để phân tích hỗn hợp DNA làm nổi bật tính sáng tạo và tính hợp tác của công việc đang được thực hiện bởi giảng viên của chúng tôi. Phát triển công nghệ như vậy và chia sẻ nó với cộng đồng pháp y là những yếu tố quan trọng của chương trình nghiên cứu FNSSI.