Articol scris de Matthew McMillion
Traducere: Corina Gheorgheza
Provocare: Pentru a compara acuratețea unui scaner 3D portabil cu fotogrammetrie pentru documentarea criminalistică a amprentelor de încălțăminte în sol și nisip, în timp ce se explorează scanarea 3D ca înlocuitor pentru metoda tradițională de turnare a amprentelor de încălțăminte la scenele crimei.
Soluție: Artec Space Spider, Artec Studio
Rezultat: În mai puțin de un minut, amprentele de încălțăminte pot fi documentate în 3D la scenele crimei folosind Artec Space Spider, cu un nivel de precizie superior fotogrammetriei. Spre deosebire de piese turnate pentru amprenta pentru încălțăminte, aceste „piese turnate digital” 3D sunt indestructibile, ușor de transportat și depozitat și pe care anchetatorii se pot baza mulți ani de acum înainte.
De ce Artec 3D? Acum, amprentele de încălțăminte pot fi documentate în 3D de culoare submilimetrică, fără a fi nevoie să se recurgă la protocoale de turnare dezordonate, complicate și lungi (24-48 de ore până la uscare). Space Spider facilitează, pentru nespecialiști, captarea amprentelor de încălțăminte și apoi partajeazăscanările cu echipele de criminalistică în timp ce aceștia sunt încă la fața locului.
În afară de ADN, există două tipuri comune de dovezi care pot lega o anumită persoană de locul crimei, iar acestea sunt amprentele digitale și amprentele încălțămintei. Cu toată popularitatea emisiunilor TV și a documentarelor CSI, mulți criminali au devenit mai inteligenți, purtând măști pentru a-și ascunde fețele și folosind mănuși pentru a evita să lase amprente.
Cu toate acestea, este extrem de rar ca vreun criminal să-și acopere sau chiar să încerce să-și modifice încălțămintea. Acesta este motivul pentru care, practic, fiecare scenă a crimei este plină de dovezi care pot lega suspectul direct de crimă.
Dacă sunt documentate și colectate în mod corespunzător, astfel de probe pot oferi o mulțime de detalii dincolo de identificarea suspectului, făcând posibilă chiar reconstituirea unei părți a infracțiunii în sine: tipul, marca, mărimea și modelul specific de pantof, numărul de suspecți, modul acestora de deplasare, prin și departe de zonă și, posibil, chiar și succesiunea evenimentelor care au avut loc.
De la colecție la comparație
După ce o amprentă de încălțăminte a fost colectată, fie completă, fie parțială, aceasta poate fi comparată cu mii de pantofi de referință prin intermediul bazelor de date care pot fi căutate, cum ar fi SICAR, National Footwear Reference Collection (NFRC), EverASM și SoleMate FPX.
Găsind o potrivire, anchetatorii vor vedea toate caracteristicile de clasă ale încălțămintei, cum ar fi orice logo-uri, modele, modelul benzii de rulare etc.
Pe de altă parte, ceea ce este cunoscut sub denumirea de caracteristici „individuale” sau „dobândite aleatoriu” ale pantofului nu vor fi găsite în niciuna dintre bazele de date de mai sus, deoarece acestea sunt doar rezultatul unor modele de uzură în curs de desfășurare împreună cu modificări accidentale. Aceste caracteristici disting fiecare pantof de toți ceilalți.
Acestea pot include zgârieturi, tăieturi, găuri, abraziuni, pietricele minuscule sau alt material înțepenit între benzile de rulare etc. Ceea ce face ca aceste combinații de caracteristici să fie atât de critice pentru a lega un anumit pantof de o impresie găsită la locul crimei este dimensiunea astronomică mică, șansa ca un alt pantof să aibă una sau mai multe dintre aceleași caracteristici dobândite aleatoriu în aceleași locații.
Potrivit FBI, suprafața tălpii unui pantof de mărimea 8,5 este de aproximativ 16.000 de milimetri pătrați. Deci, dacă există chiar și o caracteristică aleatorie prezentă care are doar 1 mm în dimensiune, fie că este o tăietură, o pietricică sau o zgârietură, șansa ca aceasta să apară pe un alt pantof din aceeași locație este de doar una la 16.000.
Asta nici măcar nu ia în considerare dimensiunea pantofului și designul tălpii, precum și orientarea, forma sau dimensiunea.
Acum, dacă unim acele două sau trei caracteristici accidentale în aceleași locații respective pe doi pantofi separați, șansele scad dramatic: pentru doi, este unul la 127.992.000, iar pentru trei, este unul microscopic la 683 de miliarde/şansă.
Legarea pantofului de un suspect
Pentru a vedea cum sunt folosite aceste impresii într-o investigație criminală reală, să presupunem că un examinator de încălțăminte, folosind o bază de date care poate fi căutată, determină că un suspect purta o pereche de Nike Air Jordan XXXVI mărimea 15.
Examinatorul își poate restrânge căutarea pentru a găsi purtătorul acelui pantof, dar o identificare va fi făcută numai după ce poate lega amprenta încălțămintei făcută la fața locului de pantoful real prin caracteristicile individuale corespunzătoare, așa-numita „amprentă digitală” a pantofului.
Din păcate, oricât de cruciale ar putea fi pentru o investigație, amprentele de încălțăminte sunt unele dintre cele mai fragile probe găsite la sau în jurul locului crimei. Așadar, ele trebuie să fie documentate și colectate imediat, mai ales dacă sunt în exterior și sunt vulnerabile la elementele naturii, ca să nu mai vorbim de riscul de contaminare de către primii respondenți și trecători.
Fotografie criminalistică și turnare: documentare tradițională și metode de colectare
De-a lungul anilor, procedura de documentare a amprentelor de încălțăminte prin realizarea de fotografii color la calitatea examinării a evoluat până unde se află astăzi: aparatul foto trebuie să fie poziționat cu grijă pe un trepied, cu planul filmului paralel cu amprenta, astfel încât fiecare fotografie să includă un material rigid.
În timpul etapei de colectare, amprentele 2D de încălțăminte (latente sau patentate), realizate pe suprafețe dure, plane, au necesitat ridicare electrostatică, adeziv sau gelatină.
În timp ce amprentele 3D, realizate pe substraturi mai moi, neuniforme, cum ar fi nisipul sau pământul, datorită caracteristicilor lor de adâncime, au necesitat soluții de turnare pe bază de silicon sau gips, cum ar fi piatra dentară, care a fost materialul de utilizare de zeci de ani.
Luptele turnării dovezilor de amprentă a încălțămintei
Un dezavantaj serios al metodei de turnare este că este un proces distructiv, cu contact intens, ceea ce înseamnă că există o singură șansă înainte ca amprenta originală să fie deteriorată și să nu mai fie utilă ca dovadă.
De îndată ce materialul de turnare a fost amestecat, acesta trebuie turnat uniform în amprenta încălțămintei la viteza potrivită. În caz contrar, impactul materialului poate distruge cu ușurință turnarea chiar înainte de a avea șansa de a se întări. Acest proces depinde în mare măsură de priceperea tehnicianului de la locul crimei.
Alte probleme pot apărea cu rapoarte de amestecare incorecte sau atunci când există bule în materialul de amestecare, ceea ce poate face turnarea inutilă dintr-o perspectivă investigativă, deoarece acest lucru este probabil să aducă lacune în turnarea finală, întărită.
O altă provocare cu această abordare este că materialul de turnare conține adesea pietre, murdărie, iarbă, crenguțe și alte bucăți de resturi, astfel încât acestea devin parte din turnare. Cu toate acestea, înainte ca astfel de materiale să poată fi scoase din piesele turnate, materialul de turnare trebuie mai întâi să se întărească complet, altfel gipsurile pot fi grav deteriorate.
Cât timp este încă la fața locului, distribuția va dura între 45 de minute și o oră. Numai atunci poate fi transportat și depozitat în siguranță pentru cele 24-48 de ore necesare pentru a se întări complet și apoi curățat de resturi, după cum este necesar.
Dacă apare necesitatea de a colecta amprente 3D de încălțăminte în zăpadă, este necesară o altă tehică, deoarece în timp ce o turnare pe bază de gips se usucă, aceasta eliberează și căldură suficientă pentru a topi zăpada.
Pentru a preveni acest lucru, un produs precum Snow Print Wax® poate fi pulverizat pe amprenta încălțămintei de zăpadă, având grijă să nu se pulverizeze prea aproape sau să se aplice prea mult, deoarece acestea pot distorsiona modelul original de amprentă. Odată ce spray-ul s-a uscat, materialul de turnare poate fi turnat cu grijă în amprentă.
Numai când gipsurile sunt complet uscate ar trebui să fie manipulate și utilizate pentru investigație. Deoarece vor trebui păstrate ca dovezi, atât înainte de proces, cât și poate pe termen nelimitat, va trebui să se țină cont de dimensiunea și greutatea lor, mai ales că sunt, de asemenea, predispuse la rupere dacă sunt scăpate sau sunt manipulate greșit.
Scanare 3D pentru colectare rapidă și ușoară, fără a distruge dovezile
În urmă cu mai bine de un secol, când părintele criminalisticii, Edmond Locard, a anunțat lumii că „Fiecare contact lasă o urmă”, poate că se referea și la metodele de colectare a dovezilor și la modul în care acestea, fără excepție, s-ar modifica cel puțin dacă nu distruge complet dovezile în sine.
Astăzi, tot mai multe agenții de aplicare a legii și anchetatori folosesc scanere 3D pentru documentarea și colectarea de dovezi, inclusiv amprente de încălțăminte. Scanerele 3D sunt prin natura lor, fără contact și nedistructive, ceea ce le face o alegere ideală pentru sarcina în cauză, deoarece scanarea poate fi făcută ușor și în siguranță, fără niciun risc de deteriorare a dovezilor.
Spre deosebire de orele de așteptare necesare înainte ca modelele de amprentare pentru încălțăminte să se usuce, modelele 3D rezultate de la scanere pot fi gata la doar câteva minute după capturare, chiar și la locul crimei. Acestea pot fi partajate cu alți anchetatori, tehnicieni și agenții din oraș, stat sau străinătate.
Unele scanere 3D pot fi, de asemenea, folosite pentru a capta amprente de încălțăminte pe zăpadă.
După cum s-a explicat anterior, chiar și cu spray-uri speciale pentru a proteja zăpada de daune în timpul procesului de turnare, multe echipe de criminalistică fie nu au acces la fața locului la aceste instrumente, fie pur și simplu nu au timpul și resursele disponibile pentru a aștepta procesul de turnare de 24 până la 48 de ore pentru a se încheia.
Recent, a fost efectuat un studiu de cercetare criminalistică pentru a înțelege dacă soluțiile de scanare 3D pot fi un înlocuitor potrivit pentru turnarea dovezilor amprentei încălțămintei, precum și pentru a vedea cât de bine se compară cu fotogrammetria digitală modernă.
Studiul, Recovery of Footwear Impression Evidence Using Portable 3D Scanning Technologies, a fost realizat de cercetătoarea și studenta judiciară de la Universitatea Ontario Tech, Julia Harvey, ca parte a tezei de cercetare de licență a programului său de licență acreditat FEPAC.
Harvey și-a îndeplinit obiectivele cercetării sale în colaborare cu Eugene Liscio, P.Ing. de ai2-3D Criminalistica; dr. Theresa Stotesbury, Universitatea Tech Ontario; și agențiile de poliție locală. Centrul studiului a fost Artec Space Spider, un scaner 3D portabil profesional care a fost de ani de zile un favorit în criminalistică, paleontologie, medicină și alte domenii, împreună cu software-ul Artec Studio.
Space Spider captează până la un milion de puncte de date pe secundă, cu o precizie de 0,05 mm (lățimea unui fir de păr uman), oferind utilizatorilor puterea de a scana chiar și cele mai complexe amprente de încălțăminte în mai puțin de un minut, fără ținte sau markere necesare.
Realizarea studiului, pas cu pas
În centrul fluxului de lucru, Harvey a creat patru amprente separate de încălțăminte (folosind o cizmă și un adidas) pe două substraturi diferite (pământ și nisip) și a efectuat calcule de distanță în CloudCompare pentru a determina acuratețea modelelor 3D rezultate de la Space Spider, scanări comparativ cu modelele 3D realizate folosind fotogrammetrie. Pentru captarea impresiilor prin fotogrammetrie a fost folosit un DSLR Nikon 24.1 MP D7100.
Rezultatele studiului includ următoarele: calculele distanței dintre norii de puncte Artec Space Spider și modelele 3D de bază de înaltă rezoluție realizate prin intermediul unui scaner 3D montat pe trepied au arătat că 97% dintre puncte au o distanță absolută de 0,492 mm sau mai puțin. Aceleași calcule pentru fotogrammetrie și modelele de bază 3D au dus la 97% dintre puncte având o distanță absolută de 0,512 mm sau mai puțin.
„După cum arată rezultatele studiului nostru, cu Artec Space Spider, când vine vorba de colectarea dovezilor amprentei încălțămintei la locul crimei, este posibil ca un scaner 3D portabil să înlocuiască turnarea. Rezultatele sunt similare cu fotografia 2D, cu avantajul suplimentar de a putea vizualiza toate detaliile unei impresii de aproape, din orice unghi posibil”, a spus Harvey.
Nu că orice scaner 3D ar fi suficient. De obicei, scanerele 3D profesionale au o precizie mult mai mare și niveluri de zgomot mai mici decât soluțiile mai ieftine. Cercetările lui Harvey arată că, dacă este prezent prea mult zgomot într-o scanare, amprenta trebuie scanată din nou, iar acest lucru poate multiplica timpul necesar pentru recuperare.
În plus, amprentele realizate pe diferite substraturi, cum ar fi pământul umed, noroiul etc., pot fi o provocare pentru multe scanere 3D de captat, din cauza reflectivității excesive și a altor probleme, astfel încât aceste scenarii ar trebui testate înainte de utilizarea reală a scenei crimei, pentru a confirmați că dispozitivul ales este capabil să surprindă întreaga impresie, inclusiv toate caracteristicile esențiale de clasă mică și individuale.
Pe lângă acuratețea scanării 3D față de fotogrammetrie, specialiștii și agențiile criminalistice beneficiază de alte câteva aspecte, inclusiv următoarele:
- viteza de captare (mai puțin de un minut per impresie);
- capacitatea de a face analize în timp ce sunteți încă la fața locului (calcule ale distanței dintre caracteristicile talpii și caracteristicile individuale);
- stocarea și partajarea cu ușurință a datelor 3D între departamente și agenții;
- capacitatea de a imprima replici 3D realiste în scopuri judecătorești sau de investigație.
Harvey ar dori să vadă direcții viitoare de cercetare care să includă colecția 3D de amprente incomplete de încălțăminte, împreună cu amprentele realizate pe diferite substraturi sau în diferite condiții meteorologice. Comparațiile 3D dintre încălțămintea cunoscută și impresiile necunoscute ar putea fi utile și pentru agențiile de aplicare a legii.
„Pe lângă capturarea amprentelor de încălțăminte la scenele crimei, scanerele 3D profesionale pot face mult mai mult, de la documentarea modelelor de pete de sânge, găuri de gloanțe, corpuri umane și rămășițe, precum și arme, unelte și alte obiecte, inclusiv întreaga scenă din jur. Cred că doar vedem începutul a ceea ce poate face scanarea 3D în criminalistică și în alte părți”, a spus Harvey.