¿Los Gemelos Tienen la Misma Huella Digital? Verdad o Mentira
Seguro que te has cruzado alguna vez con dos gemelos a los que no has sabido distinguir. O quizás seas tú la mitad de ese par “idéntico”, y junto con tu gemelo o gemela has generado la fórmula perfecta para escurriros de situaciones y personas gracias a vuestra semejanza. Si formas parte de ese conjunto ya lo sabrás, pero quien no habrá fantaseado alguna vez con tener un gemelo, una ilusión alimentada por las verdades y mentiras que se dicen de ellos. Porque, ¿son tan idénticos los gemelos? ¿Pueden hacerse pasar el uno por el otro en todos los sentidos? Para responder hay que mirar sus manos, concretamente, sus huellas dactilares.
Cada una de nuestras huellas dactilares son únicas en el mundo. Cuando alguien dice que somos únicos e irrepetibles no está muy equivocado: Nadie en la Tierra tiene las mismas huellas digitales. De hecho, estas son también diferentes en cada dedo. "Cada dígito tiene un patrón de cresta diferente, que produce una huella digital diferente", apunta Francese al respecto.
La Singularidad de las Huellas Dactilares
La huella dactilar, que es del tema que vamos a tratar en este post, se conoce como la característica física única que nos distingue del resto de seres humanos. En nuestros dedos está nuestra genética más propia y específica. "La probabilidad de que dos personas compartan las mismas huellas dactilares es de 1 en 64 mil millones", señala la científica forense y experta en huellas dactilares Simona Francese al portal de WordsSideKick. Francese asegura que "hasta el día de hoy, no se han encontrado dos huellas dactilares idénticas".
La estructura de una huella dactilar incluye patrones como arcos, bucles y espirales con detalles más minuciosos tales como crestas, valles y bifurcaciones. Estos elementos se forman de manera aleatoria y compleja, por lo que es difícil imaginar cómo se forman de manera idéntica en dos personas. En 1892, el antropólogo inglés Francis Galton determinó 40 rasgos para la clasificación de la huella dactilar por lo que se estimó que la probabilidad de tener la misma huella dactilar con otra persona es de 1 entre 64 mil millones lo que resultaría casi imposible de encontrar a alguien con la misma estructura dactilar.
El Desarrollo Fetal y las Huellas Dactilares
Las huellas digitales se producen cuando nuestra piel se está formando en el vientre de nuestra madre. Entonces es cuando está siendo continuamente sometida las presiones intrauterinas, al líquido amniótico, a los movimientos y la posición del feto en el útero, a la nutrición, la presión sanguínea, etc. Los dedos y las yemas de un feto se desarrollan entre las semanas 13 y 19 de gestación, según 'How Stuff Works'. En ese momento también se conforman las huellas dactilares, que son distintas para cada persona y permiten la identificación única para la Policía o para desbloquear un teléfono móvil.
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Esta formación se produce porque la capa media de la piel de las yemas de los dedos comienza a crecer con mayor rapidez que las capas interna y externa, lo que hace que se originen las llamadas crestas papilares. Así, todos los factores que intervienen en el útero van a estar ahí mientras tus dedos se conforman, y con ellos tus huellas, moldeando el diseño exacto de las crestas papilares. La composición del líquido amniótico y, sobre todo, la manera en que el feto toca lo que está a su alrededor mientras se mueve y se forma hará las curvas diminutas que le identificarán el resto de su vida.
Sin embargo, el desarrollo de las huellas dactilares también puede verse influenciado por los nutrientes que recibe el feto, así como su colocación en el útero o si está rozando el cordón umbilical. Esta huella dactilar acompañará a cada persona hasta el resto de su vida, a no ser que sufra una enfermedad de la piel, una quemadura o tenga una cicatriz.
Factores Genéticos y Ambientales
De momento lo unico que se sabía al respecto como explican desde el mismo medio es que ,» los genes tienen mucho que ver en esto. «Y han descubierto que esos genes implican tres vías de señalización diferentes, tres familias de proteínas (WNT, BMP, EDAR) que llevan instrucciones a las células. Cada una desempeña un papel en el crecimiento de la piel en la punta de los dedos. Lo que parece que queda claro en el estudio es que las tres vias de señalización trabajan juntas para formar las crestas en los dedos que crecerán hasta formar la estructura final de las huellas dactilares.
Los investigadores encontraron que «las crestas comienzan a formarse en tres lugares: el centro de la yema del dedo, la punta del dedo y el pliegue en la base de la yema del dedo. Desde estos tres sitios, las crestas se extienden como «ondas». Los expertos modificaron el tiempo, el ángulo y la ubicación precisa de las «ondas» en esos tres sitios, y crearon arcos, bucles y verticilos (los tres patrones de crestas primarias), que después «chocaron» entre sí, se entrelazaron.
Según un estudio publicado en 'Cell', que cada huella dactilar tenga un diseño distinto depende de tres cadenas de señalización distintas. Por un lado, la proteína morfogenética ósea, BMP, reduce el crecimiento de las crestas, que dan relieve a las yemas de los dedos. El segundo condicionante de las huellas dactilares es la vía Wnt, que estimulan el desarrollo de las crestas. El último serían los EDAR, los receptores de ectodisplasina A. Estos afectarían a cómo de grandes o pequeñas serán las crestas y los verticilos, que son los trazos que tienen dos o más deltas.
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¿Qué Pasa con los Gemelos?
Los hermanos gemelos nacen a partir de un mismo óvulo, por eso se parecen tanto. Son casi idénticos, aunque hay rasgos que los diferencian. Además, una característica distinta y que no se repite entre los hermanos gemelos son las huellas dactilares. Siquiera en el caso de los gemelos sería la misma, ya que la huella original que toman ambos seres nada más nacer no viene determinada por la información genética, “la que los gemelos comparten”, sino por la fuerza intrauterina. Aunque en muchos casos los gemelos compartan rasgos de personalidad, apariencia física, intereses y hábitos, los gemelos no tienen exactamente las mismas huellas dactilares.
En el caso de los gemelos idénticos, también conocidos como gemelos monocigóticos, provienen de un solo embrión que se divide en dos al principio del desarrollo. El resultado son dos individuos que comparten casi la misma información genética de cada padre y lucen casi exactamente iguales. Esto podría hacer pensar que en su caso son la excepción del patrón regulado de la naturaleza, pero no. Aunque a la vista parezcan clones entre sí, ya en sus primeros meses de vida, en el interior del útero materno, están destinados a la diferencia, por muy mínima que sea. Las mutaciones genéticas en el útero tienen mucho que ver para que ni siquiera de un solo embrión no surja un mismo ADN, como explica Nicoletta Lanese en ‘Live Science’. "Diferentes factores ambientales en el útero también juegan un papel en el desarrollo de huellas dactilares"
Sí, los gemelos monocigóticos tienen un ADN casi idéntico, pero no tienen huellas dactilares idénticas. Esto es debido a que el ADN no es el único factor que influye en las huellas dactilares de una persona, aunque juega un papel importante en la determinación de las características del patrón de crestas en la yema de los dedos. Según asegura Francese, "los diferentes factores ambientales en el útero también juegan un papel en el desarrollo de huellas dactilares".
Por ende, podemos concluir que los gemelos nunca van a tener exactamente la misma huella dactilar. Si bien, pueden asemejarse mucho. Ni siquiera las de los hermanos gemelos univitelinos, aunque tenga nuestro pelo o nuestros ojos, no ocurrirá así con las huellas dactilares. Los gemelos son los identicos genéticamente, pero las leyes de la genética no determinan completamente vuestra apariencia física, que también está a merced del entorno. Así que estad tranquilos si tenéis un hermano gemelo malvado que se dedique a cometer crímenes.
El embarazo gemelar es el resultado de la división de un cigoto producido por la unión entre un óvulo y un espermatozoide, creando dos bebés, los cuales compartirán tanto la misma placenta como la información genética. Por lo tanto, serán del mismo sexo y tendrán un gran parecido físico.
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El Estudio de las Universidades de Columbia y Búfalo
Un reciente estudio realizado por las universidades de Columbia y Búfalo mediante análisis con Inteligencia Artificial, arroja información con datos sorprendentes ya que afirma que incluso dedos diferentes de una misma persona contienen idénticas huellas dactilares. El estudio determina, pues, que para que dos personas tengan la misma huella dactilar han debido concebirse como en las premisas anteriores, es decir, bajo la misma placenta y del mismo óvulo, por lo que estos hechos cambiarían la manera de ver la identificación dactilar que pasaría de ser prácticamente nula a muy improbable.
El Caso de José Antonio alias 'Gino'
En 2009 José Antonio alias 'Gino', conocido delincuente y asesino, decidió cambiar de identidad para no ser reconocido por la policía. Para ello, se percató de que las tres únicas formas de ser identificado eran el rostro, el ADN y las huellas dactilares. De ello, tan solo dos podía modificar y se decantó por quemarse las diez huellas dactilares de las manos y regresar a España sin levantar sospechas. No iba desencaminado ya que la probabilidad de que dos personas tengan la misma huella dactilar es extremadamente baja, prácticamente inexistente, ya que cada individuo tiene unas características únicas con patrones que se desarrollan en el embrión debido a factores genéticos, pero también ambientales por lo que incluso dos gemelos no tienen la misma huella dactilar.
Reconocimiento Facial y Sistemas Biométricos
Sobre esta cuestión, nos hacemos preguntas sobre posibles puntos débiles de un sistema de verificación así: ¿cómo actúa el reconocimiento facial frente a dos hermanos gemelos? ¿Y ante alguien que ha muerto? ¿Y si está dormido?. Antes de entrar en la pregunta, necesitamos contexto sobre cómo funciona la implementación de un sistema biométrico cualquiera. Sus desarrolladores necesitan encontrar un punto de equilibrio entre seguridad y usabilidad. Si es demasiado seguro, a menudo rechazará a usuarios auténticos (por escorar un poco el dedo sobre el sensor o haber cambiado de gafas, por ejemplo). Si es demasiado "usable", pecará de inseguro y permitirá el acceso a quien no somos nosotros.
En 2011 llegó Android 4.0 Ice Cream Sandwich. Seguramente fue una de las actualizaciones más importantes de la historia del sistema, aunque desde luego no fue gracias al reconocimiento facial, una de las novedades de aquella versión que pasó con mucha más pena que gloria. Esa falta de seguridad a la hora de implementar el reconocimiento facial llega hasta nuestros días: al Galaxy S8 se le puede engañar con una fotografía. Los sistemas de reconocimiento facial avanzados, que usan luz infrarroja para detectar no solo la forma de la cara sino también su profundidad y ser capaces de funcionar incluso a oscuras, todavía no están en los smartphones. Son sistemas como el de Kinect, que no se dejan falsificar por una mera foto o un vídeo y, si están bien implementados, ni siquiera por un molde en 3D de la cabeza de alguien.
Dicho esto... ¿qué ocurre con el reconocimiento facial si tenemos un hermano gemelo? Según Esteban, depende de cuánto nos parezcamos a él y cuál sea el punto de equilibrio de ese sistema concreto. "Un sistema biométrico no verifica que tú seas tú, sino que esa cara es tu cara, o que esa huella sea tu huella. Si la cara de tu gemelo es exactamente igual, va a desbloquearse. En la práctica, un gemelo no es igual al 100%, ya depende de lo bueno que sea el algoritmo. La tecnología de reconocimiento facial con infrarrojos sí está lista para reconocer a hermanos gemelos, la diferencia estará en qué lugar del punto de equilibrio esté implementada. Para un smartphone quizás se premie la usabilidad, por lo tanto no sería tan rígida y no detectaría que es un gemelo. Kinect, por ejemplo, sí es capaz de hacerlo, tanto en su primera versión como en la de Xbox One, que Microsoft calificó como "diez veces más potente" que la de 360.
El cerebro humano no suele ser capaz de distinguir a hermanos gemelos que acaba de conocer, pero sí lo logra un tiempo después de conocerlos, a fin de cuentas los gemelos no son idénticos al 100%. Esas minúsculas diferencias son las que permiten a sistemas avanzados hacer esa distinción. Cuando hablamos de reconocimiento facial sin infrarrojos, solo mediante una cámara frontal, el sistema también puede ser capaz de diferenciar entre el propietario y su hermano gemelo, pero también se depende de qué implementación algorítmica se haya configurado. En el caso de los smartphones vistos hasta la fecha, se guían por una matriz de puntos y sus distancias sobre el rostro de la persona en 2D. Tal y como cuenta Esteban, si en el caso de Google o Samsung se ha vulnerado este sistema con una foto no es por montar únicamente una cámara 2D, sino por no aplicar todas las medidas posibles a nivel algorítmico que evitan esto. Quizás el motivo sea hacer esta medida más usable, sobre todo si no se cuenta con cámara infrarroja que permita ver a oscuras, como cuando estamos en la cama. En cualquier caso, una cámara 2D por sí misma no es menos segura que una que se apoye en luz infrarroja. "En cámaras 2D puedes implementar medidas como el antispoofing o la detección de vida. Además, no procesan una solo foto, sino el flujo de vídeo de la cámara, con eso ya puedes tener información para reconstruir un modelo 3D, por ejemplo.
Si tenemos un hermano gemelo, un sistema de reconocimiento facial que no sea extremadamente seguro (y ser infrarrojo no es suficiente por sí mismo) no será capaz de diferenciarnos de él. "Cambia de canal, Marge".
¿Qué pasaría si alguien nos acerca el teléfono a la cara mientras estamos dormidos? ¿Se desbloquearía si tiene activado el reconocimiento facial? "Depende", vuelve a responder Esteban. "Hay sistemas que piden la colaboración del usuario. Cosas simples: sonreír, girar levemente la cabeza... Cada implementación de reconocimiento facial está asociado a multitud de pequeños detalles y elecciones del fabricante en cuestión. En este caso, cada uno decidirá qué "pide" al usuario para cerciorarse de que es él y que no está dormido o inconsciente. "Imagina que exija tener los ojos abiertos. Pues ya no te sirve con alguien dormido. Un sistema seguro de detección facial sí tiene en cuenta este factor. Los sistemas que no tienen un aspecto algorítmico avanzado, como el del S8, también permiten el acceso a personas dormidas. No exigen tener los ojos abiertos ni realizar ningún tipo de movimiento en concreto. Puestos a rizar el rizo, ¿qué ocurre con las personas que duermen con los ojos abiertos? ¿Podría un sistema de reconocimiento facial saber que están dormidas y por lo tanto que no están conscientes? Con este padecimiento, llamado Lagoftalmos, ocurre lo mismo que con otros métodos de falsificación: el nivel del hardware y sobre todo la precisión algorítmica desarrollada en ese sistema harán que sea capaz o no de detectar este caso. ¿Y si se duerme a alguien de manera profunda y se fuerza la apertura de los párpados?
También preguntamos a Esteban cómo podría detectar si una persona propietaria del terminal ha fallecido y están tratando de desbloquear su teléfono con su cara una vez ha muerto. Ahí es donde entran los sistemas de detección de vida, que no significa que distingan entre "vivos y muertos", sino más bien reconocer que se está frente a un usuario de verdad y no a un ataque mediante una foto, un vídeo o una máscara. Hay sistemas de "detección de vida", pero están más pensados en detectar ataques mediante fotos, vídeos o máscaras que a personas muertas"Con esto se refiere al hecho de que no estamos plenamente rígidos, sino que hacemos pequeños movimientos faciales que además suelen seguir un patrón en cada persona. Algunos sistemas detectan esos movimientos, por muy leves que sean. Otros incluso los reconocen y proceden a la verificación gracias a que saben identificar si esos son los que la persona suele realizar, o con la variación respecto al entorno. De todas formas, "lo de rostros de muertos no es algo que nos suelen plantear como un reto", señala Esteban. "El reto es evitar los ataques de suplantación usando vídeos o mecanismos más complejos como modelos de 3D, incluso temas de realidad virtual interactuando con la cara de un avatar. Otros sistemas biométricos llegan a analizar el pulso cardíaco. "Todo depende de tus sensores y de tus fuentes de información: si es en 2D, si es en 3D, si tienes un sensor complementario...".
Como apunta Esteban, la tendencia en biometría es la de hacer análisis continuo multibiométrico fusionando varios factores. Por ejemplo, combinar el reconocimiento de la cara con el de la voz. Con lo visto hasta ahora, podemos hacernos una idea de cómo funciona un sistema biométrico de detección facial apoyado en luz infrarroja. Con una fotografía directamente es imposible falsificarlo, y con un maniquí en 3D con nuestro rostro se hace bastante improbable. En los casos de accidentes que desfiguren nuestra cara todo dependerá de en qué porcentaje haya modificado nuestro rostro, pero es fácil pensar que sí, que en efecto nos dejará de poder identificar. No es un gran problema (y menos aún si lo ponemos en el contexto de haber sufrido un accidente tan grave), ya que al igual que podemos añadir varios dedos en los sistemas de reconocimiento dactilar, también podemos volver a añadirnos con nuestro nuevo aspecto. Sobre el reconocimiento facial en general, Esteban no pronuncia absolutos, pero naturalmente sí es favorable a la biometría. "Imagina que dejas tu teléfono sobre una mesa y te marchas al baño cinco minutos. ¿Qué es más probable, que alguien nos haya visto introducir el PIN y lo utilice, o que en esos cinco minutos alguien haga un molde en 3D de nuestra cara, lo use, y además el sistema lo acepte?".
Apple admite en su página de soporte sobre Touch ID que hay una posibilidad entre 50.000 de que el sistema dé un falso positivo. En comparación, las posibilidades de acertar un PIN de cuatro dígitos son de una entre 10.000. Además, si tratamos de acceder cinco veces con una huella que no es la auténtica, el sistema pasa a pedir el PIN obligatoriamente para continuar. Un sistema de reconocimiento facial bien implementado tiene formas de asegurarse de que el usuario, además de tener la misma cara, esté vivo y consciente; incluso si es muy preciso puede detectar hermanos gemelos. Y en cuanto más factores combine, más seguro será. La gran cuestión de los próximos años será qué nivel de seguridad queremos: más seguridad y menos margen, o mayor seguridad y más reintentos.
De momento, Microsoft tiene un buen camino recorrido gracias a su trabajo con Intel reflejado en las capacidades de Windows Hello, así como de Kinect. Y no solo en el reconocimiento facial: en su Lumia 950 incluyó un escáner de iris. Su apuesta por la biometría viene de lejos y es amplia. IBM va algo más allá, ya que su tecnología de reconocimiento facial puede aplicarse a ámbitos donde el nivel de seguridad requerido sea mucho mayor, es muy estricta. Blippar es otro de los bien posicionados en reconocimiento facial, de hecho su producto es el reconocimiento de cualquier elemento que se ubique frente a su cámara. Quien definitivamente va más allá es Affectiva, que lleva el reconocimiento facial hasta la detección y análisis de emociones mediante expresiones faciales, tanto voluntarias como inconscientes; algo parecido a lo que hace Kairos. OpenCV ofrece una librería para que cualquiera implemente el reconocimiento facial.
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