Программы для определения внешности человека по его ДНК уже существуют

Мы редко задумываемся о том, что каждый день оставляем в открытом доступе огромное количество личной генетической информации.

Пока мы пьём кофе в кафе после работы, причёсываемся в офисном гардеробе или даже просто берёмся за дверную ручку родного дома, за нами неизбежно тянется длинный след из капелек слюны, волос, частиц кожи и прочих "носителей информации", хранящих уникальный набор генов, определяющих то, кто мы и как выглядим.

До сегодняшнего дня это не казалось проблемой. Однако, теперь нам стоит поразмышлять над этим вопросом чуть серьёзнее: ведь учёные уже разработали способ определения личности человека на основе его ДНК. Каковы преимущества и возможные последствия внедрения новой технологии — разбираемся ниже

Разработками в области определения внешности и физических данных человека по его генетическим данным занимаются сразу несколько компаний:

• Corsight AI,
• Parabon NanoLabs,
• Human Longevity.

Познакомимся чуть ближе с каждой из научных организаций.

Corsight AI: секреты и перспективы

Corsight AI — израильский стартап, разработавший систему "DNA to Face" ("От ДНК — к лицу").

Как сообщает "Хайтек+", изобретение компании — специальная программа, которая способна создавать реалистичные изображения человека на основе его генома. Подробности разработки компания не сообщает, мотивируя это желанием сохранять конфиденциальность.

Кроме того, важнейшие потенциальные клиенты Corsight AI — правоохранительные органы и спецслужбы, которые вряд ли будут приветствовать общедоступность "секретов фирмы".

Как утверждают разработчики, новая технология облегчит поимку опасных преступников. Чтобы улучшить качество системы, организация пригласила в качестве консультантов бывших агентов ФБР и ЦРУ.

На определении внешности компания, судя по всему, останавливаться не планирует: в планах у Corsight AI — создать систему "Voice to Face" ("От голоса — к лицу") для идентификации преступников по голосу. Также учёные разрабатывают технологию определения личности человека по походке, которая дополнит уже существующие системы распознавания лиц в общественных местах, сделав работу таких программ точнее.

Активное развитие систем определения внешности по ДНК порой вызывает не только восхищённые отзывы, но и жёсткую критику. Так, представитель группы вычислительной обработки изображений из Национального исследовательского института математики и информатики в Нидерландах Джемила Серо решила испытать компьютерную технологию, обратную той, что была создана в Corsight AI, чтобы проверить точность разработанного израильским стартапом алгоритма. Обученная группой нидерландских учёных программа соотносила предложенные ей 3D-снимки людей с образцами ДНК. Точность алгоритма оказалась недостаточно высокой: 80-83%.

Основываясь на полученной информации, Джемила Серо подвергла критике достижения Corsight AI, отметив, что подобная программа пока выдаёт недостаточно достоверные результаты, чтобы использоваться правоохранительными органами. Госпожа Серо отметила, что в целом отрасль науки, занимающаяся воссозданием лиц по ДНК, ещё недостаточно хорошо развита (если, конечно, судить по публичным данным).

Кроме того, Серо подчеркнула, что доступный в настоящее время учёным каталог генов, необходимый для создания подобных технологий, ещё чересчур мал для создания достаточно надёжной и точной системы.

Специалист отметила, что излишняя поспешность во внедрении систем определения личности по ДНК лишь пошатнёт авторитет геномных исследований и точно не принесёт пользу общественности, обострив проблемы этики и конфиденциальности, связанные с технологиями распознавания лиц.

Parabon NanoLabs: от преступников до мумий

Американская фирма Parabon NanoLabs также занимается восстановлением внешности человека по ДНК. Организация уже сотрудничает с правоохранительными органами, создавая объёмные модели лиц людей на основе их набора генов.

 

Технология данной организации наиболее близка к той, что используется учёными Corsight AI. Компания допускает, что создаваемые ей изображения приблизительны — поэтому моделируемым программой фирмы изображениям присваивается определённый показатель достоверности. Например, алгоритм может сообщить, что у разыскиваемого по ДНК человека с вероятностью 80% голубой цвет глаз.

Как сообщается на портале LIFE, наглядно эффективность разработки Parabon NanoLabs продемонстрировала на 32-м Международном симпозиуме по идентификации человека. Специалистам организации удалось воссоздать лица трёх древнеегипетских мумий по образцам ДНК, взятым из гробниц, которые были найдены в ходе раскопок около Каира. Созданные программой 3D-модели показали, что генетический материал принадлежал трём 25-летним мужчинам, жившим в разные эпохи:

• один образец датировали 776-569 гг. до н. э.,
• второй — 97-22 гг. до н. э.,
• третий — 769-560 гг. до н. э.

 

По словам создателей технологии, лица мумий воссоздавались поэтапно. Сначала программа на основе геномов определяла различия во внешности людей. Затем на основе этих различий создавались "карикатурные" лица. Далее их объединяли с прогнозами цвета кожи, чтобы создать предварительные изображения внешности мужчин. И только после этого на основе собранной информации программа формировала полноценные трёхмерные "портреты" людей. Представленные Parabon NanoLabs модели впечатляют реалистичностью и детальностью.

 

Отмечается, что технологии воссоздания лица по ДНК пока не могут восстановить подробности внешности (например, веснушки), но основные черты лица человека могут определить довольно чётко.

Human Longevity: генетическое разнообразие как залог успеха

Американская компания Human Longevity объявила о попытках воссоздавать внешность людей на основе их ДНК ещё в 2017 году. Один из основателей организации — Крейг Вентер — знаменит тем, что впервые отсеквенировал (определил последовательность) геном человека и создал "искусственную клетку".

По словам специалистов организации, им удалось создать программу, способную по ДНК воссоздать детали внешнего облика владельца. Как уточняется на научном новостном сайте "N+1", созданный компанией алгоритм, по заявлениям разработчиков, способен определить

• цвет кожи и глаз человека,
• форму его лица,
• рост,
• индекс массы тела,
• возраст,
• пол,
• высоту голоса.

 

Чтобы обучить программу, специалистам Human Longevity пришлось потрудиться. Чтобы набрать достаточное количество исходных данных для тренировки алгоритма, учёные целиком определили геномные последовательности 1061 человека разного возраста и национальности.

Работа алгоритма компании основана на поиске однонуклеотидных полиморфизмов.

Небольшая научная справочка: однонуклеотидные полиморфизмы — это различия между генетическими наборами людей размером в один "кирпичик" ДНК — нуклеотид, которые определяют особенности внешности своих хозяев.

Собранную информацию об однонуклеотидных полиморфизмах учёные соотнесли с трёхмерными снимками обладателей геномов, научив таким образом алгоритм определять по особенностям ДНК внешность её хозяина.

В результате, как сообщили специалисты, их программа смогла выделить нужного человека по его последовательности ДНК из случайно подобранной группы в 10 человек с вероятностью 74%.

Скрытая угроза

Согласно основному выводу, сделанному учёными из Human Longevity в результате исследования, в обществе нарастает острая необходимость защищать персональные данные участников генетических исследований и клиентов генетических сервисов. Сейчас многие базы данных с наследственной информацией людей находятся в открытом доступе, а значит… А, собственно, что это значит? Грозит ли чем-то конкретным обнародование последовательностей ДНК их хозяевам?

Вполне понятно, чего стоит опасаться в свете внедрения новых технологий нарушителям порядка.

Например, генетическим методом был пойман опасный американский преступник "Убийца из золотого штата". Правоохранительные органы обнаружили ДНК маньяка и сопоставили генетическую информацию с открытой базой генеалогических данных GEDmatch. Это позволило сузить круг поиска до нескольких семейств — а среди них было уже не так сложно найти человека, лучше всего подходящего под описание преступника по возрасту и месту проживания. Но стоит ли беспокоиться о неприкосновенности своих генетических данных законопослушным гражданам?

Ответ вряд ли порадует: стоит. Например, как сообщает портал "N+1", уже давно обсуждается проблема вероятности использования страховыми компаниями данных о наследственной предрасположенности клиентов к заболеваниям. В медицине определение личности пациента может спровоцировать нарушение врачебной тайны. Да и в маркетинговых целях генетическая информация человека тоже может быть использована.

 

Если технологии определения личности по ДНК получат широкое распространение, то в обществе будущего возможен и такой вариант развития событий, при котором работодатели и банковские служащие будут принимать решения о приёме на работу или выдаче кредита, опираясь на геном человека (например, выделенный из слюны, оставшейся на чашке кофе после собеседования). А вдруг потенциальный сотрудник или клиент скрывает преступное прошлое или генетическое заболевание?

Если дать волю фантазии, можно представить ситуацию, в которой злоумышленник по какой-либо причине охотится за конкретным человеком. Напасть на след жертвы преступнику также могут помочь генетические данные человека. Если в руки к бандиту попадёт образец ДНК или готовая расшифровка, злоумышленник может воспользоваться всё теми же открытыми генеалогическими базами — и вычислить фамилию жертвы. Сузить круги маньяк сможет при помощи Интернета и прочих открытых источников.

Что важно, чтобы найти человека по ДНК, необязательно знать его личный геном. Как сообщает портал "N+1", в таких случаях достаточно даже генетической информации дальних родственников.

Обоснованность таких опасений, какими бы фантастическими они ни казались, подтверждается и тем, что в развитых странах уже на полном серьёзе приняты законы, защищающие "генетическую конфиденциальность" граждан: например, Закон о запрете дискриминации на основе генетической информации 2000 года в США, Закон о запрете и предотвращении генетической дискриминации в Канаде и Закон о равенстве 2010 года в Британии. Последний документ запретил работодателям опираться на генетическую информацию при найме людей, а также временно ограничил право страховщиков на использование подобных данных в работе.

В Евросоюзе в 2018 году вступил в силу новый регламент по защите данных, согласно которому компаниям запрещается искать и изучать информацию о расовой и этнической принадлежности и состоянии здоровья граждан.

Противоположный процесс происходит в Китае: как сообщает "N+1", в Синьцзяне ведётся работа над созданием обязательной базы данных по индивидуальной ДНК для каждого человека — а не только для непосредственных преступников, как это делается в других государствах. Собранные данные смогут применяться для определения личности человека в дальнейшем по оставленным им "следам": например, крови или даже окуркам — либо для выявления близких родственников конкретной личности.

Принудительность такого массового исследования при уже описанных выше угрозах утечки личных генетических данных выглядит несколько угрожающе — и лишний раз подчёркивает то, что в сфере изучения ДНК важными условиями должны оставаться добровольность и анонимность.

Для России же методы идентификации людей по ДНК — что легальные, что нелегальные — пока не очень актуальны: в нашем государстве сеть генеалогических баз развита слабо.

Но не дремлют в области идентификации личности на основе ДНК и отечественные специалисты. Как отмечается на научном портале "N+1", Федеральное агентство научных организаций России уже объявило конкурс на лучшую разработку по определению внешности человека на основе ДНК "в рамках импортозамещения".

Победителю назначен грант в размере 1,29 млрд рублей — крупнейший в сфере ДНК-исследований в России.

С развитием технологий не только наша личная жизнь и наши вкусовые предпочтения, но и индивидуальная генетическая информация становятся достоянием общественности, с помощью которого, как это ни печально, нами смогут манипулировать недобросовестные люди. Будем же надеяться, что все собранные о нас данные будут использованы только во благо — и всё-таки постараемся быть осторожнее. А то, как было сказано в произведении одного известного писателя, "как бы чего не вышло".

Источники информации: hightech.plus (С. Икаев "Алгоритм Corsight AI сможет создавать фоторобот человека по его ДНК"), habr.com (публикация "Израильская компания разрабатывает технологию воссоздания изображения лица по ДНК"), LIFE (life.ru; С. Оперук "Учёные впервые по ДНК воссоздали в 3D лица древнеегипетских мумий"), "N+1" (nplus1.ru; Д. Спасская "Геномная война" продолжается", Д. Иванов, Д. Варламова "Утечка ДНК: стоит ли опасаться за конфиденциальность генетических данных").