On pensait que chaque empreinte était unique, mais un nouveau modèle d’IA permet de reconnaître les empreintes d’un individu : une découverte qui pourrait bouleverser certaines enquêtes policières.
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Les empreintes digitales, un sujet d’étude relativement récent
Futura rapportait il y a quelques semaines une phénomène singulier : Une famille où personne n’a d’empreinte digitale ! Une famille vivant dans le nord-ouest du Bangladesh, frappé d’adermatoglyphie : « une très rare malade génétique se traduisant par l’absence d’empreinte digitale sur les doigts et les pieds » selon le média.
Le cas de cette famille est extrêmement rare, mais il est aussi à mettre en relation avec l’importance récente qu’ont pris les empreintes digitales. Jusqu’à la criminologie moderne d’abord (par exemple, le FBI a enregistré plus de 150 millions d’empreintes digitales), puis l’avénement de l’identification biologique, les humains s’intéressaient assez peu aux formes dessinées sur leurs doigts.
Les empreintes sont identifiables
Des formes que l’on pensait uniques ! Nos empreintes sont à nous, à nous seuls, et nous désignent individuellement parmi les milliards d’êtres humains de la planète bleue.
Une croyance issue des travaux de l’anatomiste allemand Johann Christoph Andreas Mayer (1747 – 1801) parus en 1788 et qui avait établi que chaque empreinte est unique, et chaque doigt d’un individu aura une empreinte différente des autres. Des milliards d’humains, des dizaines de milliards de doigts, et un signe que l’on pensait totalement unique à chaque fois.
Seulement, cette conviction vient d’être mise à mal par une nouvelle étude scientifique réalisée par une équipe de chercheurs dirigée par l’ingénieur Gabe Guo de l’Université de Columbia : « Unveiling intra-person fingerprint similarity via deep contrastive learning »
Chaque humain a une signature digitale commune entre ses dix doigts et ses dix orteils. Oui, loin d’être totalement uniques, tous les doigts d’un individu possèdent une même « signature » détectable.
Une découverte faite grâce à l’utilisation d’un modèle spécialisé d’intelligence artificielle, entraîné sur une base de données publique américaine d’environ 60 000 empreintes digitales. Le modèle a été formé pour reconnaître les empreintes digitales, soit à partir d’empreintes venant soit d’une même personne, soit de plusieurs personnes différentes.
Et l’IA a appris, et a vite performé, obtenant un taux de réussite allant jusqu’à 77 % !
Gabe Guo explique une différence majeure que leur réseau neuronal a utilisé :
« L’IA n’utilisait pas les ‘minuties’ qui sont les ramifications et les extrémités des crêtes d’empreintes digitales – les modèles utilisés dans la comparaison traditionnelle des empreintes digitales. Au lieu de cela, elle utilisait autre chose, lié aux angles et aux courbures des tourbillons et des boucles au centre de l’empreinte digitale. »
Au fil du temps, le réseau s’est amélioré pour parvenir finalement à savoir lorsque deux empreintes différentes appartenaient à une même personne.
Bien que chaque empreinte digitale d’une même main soit toujours unique, le modèle découvrait à chaque fois suffisamment de similitudes entre elles pour pouvoir établir une correspondance. C’est principalement l’orientation des crêtes au centre de l’empreinte qui serait similaire pour les différents doigts d’un même individu.
Les algorithmes ont choisi de s’arrêter sur les angles et les arrondis formés par nos empreintes, en particulier près du centre des doigts. Et à partir de cette concordance, le programme de Columbia a validé que certaines empreintes appartenaient à une même main, ou une même personne.
Rouvrir des dossiers criminels et des cold case ?
Une découverte scientifique qui pourrait bien rouvrir de très vieilles enquêtes policières : de nombreux dossiers non résolus (les fameux Cold Case) comptent des empreintes (partielles ou totales) qui n’ont jamais pu être rattachées à quelqu’un. En étudiant leurs signaux et en en obtenant des informations, une IA pourrait aller chercher des correspondances dans des empreintes connues, issues d’autres doigts.
Ainsi, une trace d’annulaire inconnue pourrait amener à retrouver un index lui bien identifié dans une base policière.
Néanmoins, il faudra des taux de fiabilité bien supérieurs aux taux actuels obtenus par les chercheurs pour que ce type de signaux puissent permettre de rouvrir des procédures, voire d’obtenir des condamnations.
Mais à long terme, le modèle devrait s’imposer dans les procédures criminelles, à mesure que sa fiabilité se perfectionnera.
L’identification biométrique : un autre usage ?
Apple avait introduit l’identification biométrique avec l’empreinte digitale sur l’iPhone 5s, en 2013.
Le capteur d’empreinte était placé sur le bouton principal, en bas du device. Une innovation majeure qui avait été reprise ensuite par les autres constructeurs. Avec les années, c’est la reconnaissance faciale qui a pris le dessus sur les smartphone, mais l’empreinte est encore massivement utilisée sur les ordinateurs (le Macbook notamment).
Alors, permettre à une IA de pouvoir détecter qu’un doigt appartient à un humain, peu importe duquel il s’agit, pourrait être un usage rapidement standardisé par les constructeurs, pour permettre de coupler sécurité et flexibilité d’usage accrue.
