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基因可以預測人的相貌,可怕不?

作者:怪博士李雷

看到一個比較有意思的問題:如果把一個人的 DNA 序列作為輸入,正面照片作為輸出,丢到深度神經網絡裡面學習,可行嗎?

當然可行了,而且已經有人在做了。就比如大家都聽過的“基因識别人”,今天來和大家聊聊。

01,基因識别人來了嗎?

以前我介紹過的生物學大神,一個毀譽參半的人J.Craig Venter就幹過這事情。

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這位基因測序教父級人物發表了一篇人臉預測軟體的成果。他針對不同年齡和種族背景的人全基因組進行了測序,然後把這些遺傳資料輸入到計算機裡。

研究群體的年齡組成,可以說覆寫了大部分年齡段。

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研究對象的族群成分組成,基本涵蓋了主流的族群成分。比如:

非裔Ancestry components are African (AFR);

本土美國人Native American (AMR);

中亞裔 Central South Asian (CSA);

東亞裔 East Asian (EAS);

歐洲人European (EUR)

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基因測序資料組成Inferred genomic ancestry proportions for each study participant.

基因識别人,這一偉大的創新,即将啟動了...

02,他是如何操作的?

接下來,在把個人的外觀資訊輸入進去,比如三維面部結構、語音特征、生物學年齡、身高、體重、BMI指數、眼睛顔色、皮膚顔色、秃發或頭發顔色等特征【1】

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接下來就是通過新開發的算法來訓練了,也就是大家熟悉的機器學習。

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結果如何,他成功了嗎?

03,結果如何呢?

根據他們的遺傳資料,以及參與者的高品質3D照片,他們的算法可以做出非常成功地預測人的外觀了。下圖是基因預測和面部三維結構的像素變化圖

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模型訓練

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直接來個結果吧:

下圖是基因預測的結果,左邊是個人真實面孔,右面是基因預測的結果

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比如,他們從一個公共資料庫Human Longevity(HLI)中随機選出一組人群(10個人)進行識别,其準确率可以達到74%,這個數字已經超過了絕大多數刑事偵查的比例了。

要知道,曾經做過一個研究,就是讓目擊者描述犯罪分子的長相,結果準确率慘不忍睹。比如我随手找了一個研究【2】

目的驗證通過目擊者的描述,刻畫犯罪嫌疑人模拟像及計算機人像組合技術和準确性。方法分别将15名男性和女性照片的發型、下巴、眼睛等五官部位單獨取下,并确定其中1人為辨識目标(對象),由786名目擊者進行辨認。結果目擊者辨識面部特征的總體準确率為17.4%。

準确率才17.4%,這基本上就是沒啥意義了。可見基因預測的牛叉。不僅僅是臉,還有其他因素,比如年齡

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比如:眼睛的顔色

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比如:身高,體重,BMI

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比如:膚色

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他還給出了這個模型的預測準确性,盡管不同名額的準确度有差異,但是總體還是蠻高的

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這可是真正的滴血認人了。

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要知道,大家一定很熟悉,古代人很流行的滴血認親,當然,現代科學已經否定了這一點,因為滴血認親有很大的失敗率,還可以通過技術作假,是以可憐的不被認可的古代人啊。。。

04,在實際生活中有什麼用?

大家一定很熟悉通過犯罪分子的血液痕迹DNA來找犯罪分子,不過,其實這個也挺難,因為你一定要找到比對對象,否則,你即使獲得了犯罪分子的DNA,也隻能傻乎乎的等待将來某一天,你很幸運地再一次找到了犯罪分子的DNA,然後二者聯網進行比較。如果你從此無法采集到犯罪分子的DNA,那你永遠也不可能通過基因證據找到犯罪分子了。

但是這個采取DNA直接來預測人的外觀,可就高大上多了,也直接導緻一個核心問題:隐私。

是以當時這篇文章一發出來就引發了很大的争議。有的覺得文章是錯的,有的覺得是侵犯了隐私。但是無論如何,這是個巨大的發現。

未來,随着樣本越來越多,訓練越來越充分,直接通過DNA預測人,可能性很大。

是以:

還在猶豫對方整沒整過容嗎?

還在擔心卸妝後變成另一個人嗎?

還在揣測對方是否使用了傳說中的PS神器麼?

基因可以預測人的相貌,可怕不?

一直以來,亞洲三大邪術化妝整容PS困擾着無數的人,讓大家對于一個人的真實長相十分困惑。也許有一天,這不再是個問題!

【1】Lippert, Christoph, et al. "Identification of individuals by trait prediction using whole-genome sequencing data."Proceedings of the National Academy of Sciences114.38 (2017): 10166-10171.

【2】目擊者辨識相貌特征能力的研究[J]. 刑事技術, 2001(05):20-27.