Divis .. كيف يعيد الذكاء الاصطناعي بناء وجهك من الحمض النووي؟ | تكنولوجيا

في عالم حيث الحاجة إلى أدوات دقيقة لتحديده ، ظهر الوجه البشري كواحد من أهم الخصائص البيومترية التي ترتدي طباعة وراثية فريدة.

لطالما كانت خصائص الوجه مفتاحًا بصريًا لتحديد الأفراد ، ليس فقط في الحياة اليومية ، ولكن في مجالات دقيقة مثل الأدلة الجنائية ، حيث تلعب الخصائص الرسمية دورًا حاسمًا في تحديد الهوية ، خاصةً عندما يكون غياب الوسائل التقليدية لتحديد الهوية.

مع تطوير تقنيات التسلسل الوراثي شديدة الإنتاجية ، توسعت آفاق الاعترافات الجنائية مع نهج أكثر طموحًا: استخراج خصائص الوجه فقط الحمض النووي.

على الرغم من التحديات التي تفرضها الطبيعة المعقدة لعلم الوراثة الوجه والآثار المتشابكة للعوامل البيئية والوراثية ، فإن محاولات تجسيد الخصائص البشرية تتبعها مادة وراثية.

ظل تحويل الكود الوراثي مباشرة إلى خصائص الوجه الواقعية هدفًا معقدًا ، نظرًا للمفهوم الوراثي المحدود وصعوبة التنبؤ الدقيق في شكل الوجه البشري. لكن صعود تقنيات الذكاء الاصطناعي ، ولا سيما نماذج التوليد مع الوسائط المتعددة ، تفسح المجال للابتكارات الجذرية في هذا المجال.

كجزء من هذا السياق ، يتم التأكيد على Divace كنهج جديد يستخدم انتشار وخرائط المراسلات بين البيانات الوراثية والصور لإعادة بناء الوجه البشري ثلاثة أبعاد بناءً على تسلسل الحمض النووي.

كيف يغير “Devis” الكود الوراثي إلى وجه ثلاثة أبعاد؟

في دراسة حديثة نشرت في مجلة “Advanced Science” ، قام فريق من الباحثين من الأكاديمية الصينية للعلوم بتطوير نموذج مبتكر يسمى “Divis” ، استنادًا إلى تقنيات الذكاء الاصطناعي لإحدى الصور ثلاثية الأبعاد للوجوه البشرية مباشرة من بيانات الحمض النووي.

يربط هذا النموذج متغيرات وراثية محددة تُعرف باسم عدد قليل من أشكال النوكليوتيدات NP وخصائص الوجه المرئية ، بحيث يمكن أن تتوقع خصائص الوجه بدقة.

في تعليق ، قال Lunin Chen ، أحد مؤلفي الدراسة: “Divis” كان قادرًا بشكل لا يصدق على صنع صور ثلاثية الأبعاد للأفراد ، اعتمادًا فقط على بيانات الحمض النووي التي تظهر في عصر المستقبل مختلف. “

يستخدم “الجهاز” مزيجًا من التقنيات المتقدمة ، بما في ذلك التعلم متعددة الوسائط ، والهياكل الهجينة للتحولات ، والتحويل الحلزوني (الملاحظات الحلزونية) ، بالإضافة إلى آلية التوليد التي تعتمد على نماذج الانتعاش لترجمة الكود الوراثي.

دقة وراثية مذهلة في محاكاة الوظائف

وفقًا لورقة البحث ، تم تدريب نموذج “Divis” باستخدام 9674 جمع البيانات مع المتغيرات الوراثية SNPs والمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد لوجوه الأفراد من Han الصيني.

عندما يعتمد النموذج على عرض البيانات الوراثية وأسطح الوجه في مساحة مميزة للطبقة الأبعاد من خلال تقنيات التعلم التباين ، فإنه يستخدم مكونات التوليد بناءً على نموذج الانتشار لإعادة بناء الوجه ثلاثي الأبعاد لهذه الشاشة.

بما في ذلك المتغيرات الإضافية مثل العمر ، والجنس ومؤشر كتلة الجسم (BMI) قد حسّن بشكل كبير من دقة إعادة الإعمار ، لأن نموذج “Divis” حقق سرعة تعريف الفئة الأولى (RNK -1) مع 3.33 ٪ و A Under (AUC) بنسبة 80.7 ٪ في مهام التحقق.

من ناحية أخرى ، وصل متوسط ​​الخطأ في بناء الوجه (المسافة الإقليدية) إلى 3.52 ملليمتر عندما تم استخدام متغيرات SNBS فقط وانخفض إلى 2.93 ملليمتر عندما يتم امتصاص المتغيرات الافتراضية. أظهر النموذج أيضًا قدرة دقيقة على التقاط تغييرات في الوجه في الفئات العمرية المختلفة وتحقيق تصنيف عالي -مكلف في التمييز بين خصائص الوجه.

هل من الممكن الوثوق في نتائج “Devis” على الرغم من البيانات المحدودة؟

على الرغم من أن نموذج Divis تجاوز الحفاظ على دقة عالية ، حتى عند استخدام البيانات الوراثية الجزئية ، لوحظ انخفاض في الأداء عندما انخفضت تغطية المتغيرات الوراثية “SNBs” إلى أقل من 70 ٪.

ومع ذلك ، أظهر النموذج تنوع رؤية شبه جنسي ، مع تنوع DPP 9.66 مقارنة مع 0.9999 في الصور الحقيقية.

واحدة من أبرز الفوائد هي القدرة على شرح. بفضل استخدام Shap و GWAs ، تمكن الباحثون من تحديد المتغيرات الوراثية لـ SNBs مع ارتباط وثيق مع خصائص محددة مثل شكل الأنف وهيكل عظام الخد. تم التحقق من هذه النتائج بيولوجيًا لأنها أظهرت توافقًا مع مسارات التطوير المعروفة باسم “علم الأمراض الجنرال”.

وجهات نظر التطبيق الواسعة ومستقبل واعد

يعرض Devis العديد من التطبيقات في مناطق مختلفة ، وأبرزها:

الطب الجنائي: يمكن استخدامه للتعرف على الأفراد ، اعتمادًا على عينات “الحمض النووي” التالفة أو غير المكتملة. في الطب الشخصي: يساهم في إعطاء رؤى حول دور الجينات في تشكيل خصائص الوجه. في البحوث الوراثية: يحسن فهم العلاقة بين الجينوم والصفات الرسمية.

في تجربة Velder ، نجح المشاركون في مطابقة الوجوه الحقيقية مع الوجوه الهيكلية بدقة 75.6 ٪ في اختبارات الخيارات المتعددة من 5 صور.

على الرغم من أن النموذج تم تطويره بمساعدة البيانات الوراثية من السكان المتجانسين العرقيين (العرق الصيني) ، فقد تم تعميم هيكله. أكد الباحثون على الحاجة إلى التدريب على البيانات المتعددة الأنيقة في المستقبل لتوسيع استخدامها وضمان العدالة والإنصاف في مختلف التطبيقات.

أسئلة أخلاقية

على الرغم من التقدم التقني الرائع في Divis ، فإن استخدام تكنولوجيا المعلومات يثير أسئلة أساسية فيما يتعلق بالخصوصية الجينية ، وإمكانية تحديد المتكررة للأفراد واستخدام التكنولوجيا في أنظمة المراقبة البيومترية.

لأن إمكانية توليد خصائص للبيانات الوراثية المجهولة ، وفتح الباب أمام خطر سوء المعاملة في مجالات مثل الحقوق والرعاية الصحية والتأمين.

حذر الخبراء من أن إساءة استخدام القدرة على صرف انتباه النمط الظاهر للحمض النووي يمكن أن يؤدي إلى الوصول غير المصرح به إلى البيانات الشخصية الحساسة ، أو حتى التمييز على أساس الخصائص الوراثية المتوقعة.

على الرغم من أن التصوير الإجرامي الافتراضي “FDB” أصبح أداة متقدمة تستخدم في القضايا المعقدة ، على سبيل المثال ، لا يزال هناك نقص في الدقة الكافية فيما يتعلق بترقب خصائص الوجه ، والتي يمكن أن تؤدي إلى شكوك خاطئة في الأشخاص الأبرياء أو مجموعات سكانية محددة.

كان هذا الخوف واضحًا في حادثة في عام 2022 في كندا ، عندما طلبت شرطة مدينة إدمانتتون من الجمهور المساعدة في التعرف على مشتبه به باستخدام صورة مملوءة بالكمبيوتر استنادًا إلى البيانات الوراثية من الحمض النووي ، في حالة العنف الجنسي.

واجهت الحركة انتقادات خطيرة للشفافية الضعيفة في طريقة توليد الصورة ، والتي أدت الشرطة لاحقًا إلى سحب طلبها. تم إنتاج الصورة من قبل Parabon Nanolabs ، والتي تعرضت لنقد متكرر من قبل الخصوصية والناشطين الأخلاقيين.

Van Zijn Kant Bevestigde Co -onderzoeker Chen Aan de “Corthouse Service” (E -mail “Dat de morele Kant Niet Marginaal ، Maar eerder een” integraal onderdeel van het onderzoeksproces ” Wettelijke naleving te waarborgen ، inclusief Werkzaamheden Volgens de Criteriale Van Morele Institutionele evaluatie ،

ومع ذلك ، تظل القضية تعتمد على تطوير إطار تشريعي وأخلاقي واسع النطاق ، وفتح حوار متعدد التخصصات يجمع بين العلماء والمشرعين وخبراء حقوق الإنسان لضمان أن تهدف هذه الابتكارات إلى مسارات آمنة وصادقة.

في النهاية ، على الرغم من الدقة المتقدمة التي حققها ، فإن نموذج “Divis” لا يزال في مرحلة الخبرة والاستكشاف ، مما يتطلب توسيع قاعدة البيانات العرقية ويحسن تمثيل التنوع البشري ، وكذلك تعزيز الأطر الأخلاقية والقانونية المرتبطة بها.

ولعل السؤال الأبرز في المستقبل ليس وحده: “هل من الممكن التنبؤ بالوجه البشري للحمض النووي الخاص به؟” ، ولكن: “كيف يمكننا استخدام هذه القدرة مع المسؤولية؟” سؤال يضع الذكاء الاصطناعي والعلوم الوراثية لاختبار مزدوج: التكنولوجيا واختبار القيمة في نفس الوقت.