Posibilitati de examinare a urmelor in balistica prin sisteme automate

Asistent universitar Cezar CioacăAcademia de Politie A.I.Cuza,Catedra de Criminalistica

Expert balistică Nicolae PintilieIPJ Ialomita, Serviciul Criminalistic

Every firearm leaves unique, reproducible markings on each bullet and cartridge case it fires. The barrel, firing pin, firing chamber, extractor, ejector and other parts of the gun in contact with the bullet and cartridge leave these marks. Individually and collectively, these markings function as the “ballistic signature” of the firearm.

Keywords: firearms, ABIS, ballistics, IBIS, DrugfireFiecare armă de foc lasă o urmă unică, reproductibilă pe fiecare proiectil sau tub

cartuş tras. Ţeava, cuiul percutor, camera cartuşului, extractorul, ejectorul sau alte părţi ale armei care intră în contact cu glonţul sau tubul cartuş lasă aceste urme denumite striaţii, Individual sau colectiv, aceste urme funcţionale reprezintă “semnătura balistică” a armei de foc.

Cuvinte de legătură: arme de foc, Sistem Automat de Identificare Balistică, Sistem Integrat de Identificare Balistică, Drugfire

Mijloacele moderne de examinare a urmelor în balistica judiciară prin sisteme automate prezintă două componente importante si anume :

Componenta de recepţie a sitemelor automate de identificare balistică este responsabilă de preluarea datelor de la glonţ sau de la tubul tras şi de pregătirea lor pentru analiză. În general, componentele includ elemente hardware şi software necesare pentru:

a) preluarea datelor de la specimen (captured data). Ne vom referi la aceste informaţii cu termenul de date captate. Acestea sunt asociate cu fenomenul fizic ce serveşte la înregistrarea trăsăturilor suprafeţelor probei. În cazul unei fotografii, de exemplu, fenomenul fizic fundamental este reflexia luminii de către suprafaţa obiectului, astfel încât datele captate corespund diferitelor intensităţi ale luminii din diferite puncte de pe suprafaţa probei. Acest proces este executat de componente hardware specifice (senzori);

b) codificarea datelor într-un format ce poate fi stocat şi prelucrat de un computer. Ne vom referi la aceste informaţii cu termenul de date digitale (digitized data). De asemenea, acest proces este executat de un hardware specializat;

c) procesarea datelor digitale în scopul analizării şi comparării. Acest proces în mod normal presupune anumite etape intermediare. Ne vom referi la datele finale rezultate din procesare cu termenul de date normalizate (normalized data). Întregul proces se va numi normalizare a datelor şi are la bază algoritmi de normalizare.

Componenta de corelare este responsabilă de compararea seturilor de date normalizate şi de organizarea rezultatelor pentru examinarea lor de către utilizator. Termenul de componentă de corelare provine din aceea că algoritmii de corelare sunt utilizaţi pentru compararea seturilor de date normalizate. În general această componentă include elemente software necesare pentru:

evaluarea gradului de asemănare dintre două seturi de date normalizate. De bază sunt algoritmii de corelare;

organizarea rezultatelor comparării dacă sunt comparate mai mult de două gloanţe (de exemplu în ordine descrescătoare a gradului de asemănare);

furnizarea de instrumente utilizatorului pentru verificarea rezultatelor obţinute prin algoritmii de corelare. Această sarcină este îndeplinită de GUI (Graphic User Interface).

Cu ajutorul componentelor sistemului, a căutării automate şi a sistemului de salvare se pot îndeplini sarcini variate, de la clasificarea preliminară a gloanţelor (după caracteristicile de clasă) până la punerea la punct a unei baze de date în funcţie de gradul de asemănare cu un anumit specimen comparat. Pe lângă acesta, computerele îndeplinesc aceste sarcini într-un timp mult mai scurt decât o fac examinatorii. Trebuie precizat însă că aceste sisteme sunt destinate să-i ajute, nu să-i înlocuiască pe experţi.

Deşi pe piaţă există mai multe tipuri de sisteme automate, ne vom opri numai asupra sistemelor Drugfire şi IBIS, sisteme care şi-au dovedit fiabilitatea de-a lungul timpului, fiind folosite de agenţiile federale, statale şi locale din S.U.A.

Ambele oferă posibilitatea preluării de date de la gloanţe şi tuburi trase, a înregistrării de informaţii într-o bază de date şi a executării de corelări între un specimen dat şi un segment indicat de utilizator din baza de date disponibilă. Aceste sisteme au de asemenea în comun faptul că datele captate sunt o reprezentare bidimensională a suprafeţei specimenului bazată pe variaţii ale intensităţii luminii aşa cum este reflectată de subiect. Mai simplu, datele captate sunt o fotografie a specimenului.

Imaginea obţinută de sistemul Drugfire este la o scară mai mare decât cea din microscopul comparator, dar asemănarea este totuşi vizibilă. Printre alţi factori de ordin tehnic, o motivaţie pentru folosirea acestui tip de date captate în sistemele automate de

căutare şi înregistrare existente a fost faptul că experţii balistici sunt obişnuiţi cu acest tip de imagini.

Acest studiu are în vedere diferitele abordări ce sunt folosite în compararea prin intermediul bazelor de date cu imagini ce au ca obiect urmele lăsate pe suprafaţa glonţului şi/sau a tubului tras, deoarece pe piaţă există mai multe metode de stocare a informaţiei privind muniţia utilizată de armele de foc în vederea investigării criminalistice. Aceste baze de date stochează imagini ale gloanţelor şi/sau ale tuburilor trase, determinante prin natura urmelor de pe acestea.

Drugfire este un sistem automat, computerizat, de identificare criminalistică a armelor de foc, sistem ce integrează analize ale tuburilor trase şi ale glonţului în cartoteci electronice ce cuprind şi referinţele armelor de foc într-o singură platformă computer.

Drugfire ajută experţii balistici să identifice posibilele asemănări în urmele microscopice de pe gloanţe sau de pe tuburile trase pentru a putea determina dacă specimenele au fost trase cu aceeaşi armă. Cu această informaţie examinatorii pot face legătura între o armă de foc şi unul sau mai multe acte criminale.

Acest sistem de imagini este conceput pentru a mări eficacitatea examinărilor criminalistice ale armelor de foc. Folosind imaginile Drugfire într-o bază de date automată, experţii balistici sunt capabili să găsească rapid cazurile nerezolvate, să înmagazineze date şi imagini, să compare gloanţele, cartuşele sau tuburile trase înregistrate ca imagini în sistem.

De îndată ce o posibilă identificare este realizată prin intermediul Drugfire, proba fizică este comparată pentru o identificare absolută, identificare obligatorie având în vedere sistemul judiciar american care nu admite ca probă identificarea realizată de computer. Trebuie însă precizat că deşi nu este admisă de instanţă, identificarea prin intermediul sistemelor automate reprezintă o importantă metodă de cercetare criminalistică a urmelor principale ale împuşcăturii.

Post de lucru DrugfireCamera video Drugfire captează şi stochează imaginea tubului văzută prin

microscopul comparator balistic. Examinatorul conduce apoi o căutare automată în baza de date.

Ritmul căutării este extrem de rapid, putând procesa 10 imagini pe secundă. Adiţional, căutarea poate fi făcută în funcţie de atribute cum ar fi calibrul armei, impresiunea ghinturilor, direcţia răsucirii, adâncimea ghintului, particularităţile închizătorului, forma cuiului percutor, poziţia extractorului şi particularităţi de expulzare a tubului. Folosind sistemul, este mult mai eficient ca examinatorul să vadă dacă un cartuş se potriveşte cu un altul folosit la o infracţiune.

Computerul afişează 24 de imagini concomitent în ordinea asemănării. Din seria de perechi posibile prezentate de computer examinatorul poate selecta imagini specifice pentru o examinare amănunţită.

Imagine Drugfire

În plus, sistemul permite să fie mişcate înainte şi înapoi, rotite sau mărite imaginile şi să modifice luminozitatea ori contrastul imaginilor de pe ecran. Acestea sunt similare opţiunilor pe care examinatorul le are când lucrează cu microscopul comparator. Imaginile pot fi de asemenea întoarse sau inversate pentru a face compararea mai uşoară.

Din moment ce imaginile stocate de toate laboratoarele sunt disponibile în sistem, examinatorul poate mări cu uşurinţă baza de comparare. În plus, comparări simultane pot fi efectuate de mai multe laboratoare pe aceeaşi imagine.

Sistemul Drugfire îl ajută pe examinator să efectueze mai multe comparări într-o manieră mai eficientă. Când asemănările apar, el poate solicita proba originală pentru a face o comparare finală folosind microscopul balistic. Sistemul Drugfire ajută la identificarea rapidă a candidaţilor pentru această comparare finală. Reamintim, ca probă în instanţă este acceptată numai metoda standard a comparării balistice cu microscopul, folosind ambele mostre supuse examinării.

Etape în crearea sistemului în SUA:- este condus un personal variat format din administratori de sisteme UNIX, administratori de reţea, specialişti în sisteme şi integrare - hardware, programatori şi numeroşi reprezentanţi ai firmelor de profil însărcinate cu conducerea proiectului.- este supravegheată desfăşurarea a peste 100 de sisteme Drugfire;- este furnizat sprijin în avansarea operaţiunilor desfăşurate în cadrul proiectului;- se dezvoltă metode automate pentru instalarea şi configurarea soft-ului Drugfire în noul sistem;- se implementează primul program de asigurare a calităţii pentru proiect;- întocmirea planului de recuperare în cazul unui prim eşec al proiectului;- se proiectează noua configurare hardware a programului;- se instalează programe pentru a detecta orice problemă în cadrul suportului tehnic;- este conceput Centrul Naţional de Pregătire Drugfire1 şi o metodă eficientă de pregătire a utilizatorilor terminali.

Secretul Drugfire este puterea reţelei informative şi calităţile acesteia. Toate laboratoarele împart datele şi imaginile stocate într-un server a cărui locaţie funcţionează în acest “ciorchine” ca un site al laboratorului central. Fiecare laborator participant în reţea se conectează la server printr-o linie de comunicaţii digitale de mare viteză. FBI a instalat coloana vertebrală pentru reţeaua naţională ce permite serverilor individuali să comunice între ei. Asta permite laboratorului din Miami, spre exemplu, să caute imagini în site-ul Drugfire din Los Angeles sau să schimbe imagini ca şi când ar fi în aceeaşi reţea.

Sistemul Drugfire este un bun exemplu pentru beneficiul aplicării practice a inovaţiilor din domeniul computerelor, telecomunicaţiilor şi a tehnologiei de înregistrare digitală a imaginilor. În SUA, Drugfire este o aplicaţie client-server constând în staţii Sun Spark localizate în laboratoarele criminalistice din toată ţara conectate prin WAN. Sistemele clientului sunt echipate cu microscop şi cameră video pentru a captura imaginile mostrelor colectate. Datele şi imaginile sunt stocate în servere regionale pentru a permite experţilor să împartă o bază de date comună şi să coroboreze automat datele existente.

Costurile s-au ridicat iniţial la 1 milion de dolari pentru dezvoltarea conceptului. Postul de lucru primar pentru examinarea tuburilor costă aproximativ 36.000 $ pentru fiecare laborator aflat în reţea. Costurile pentru un singur server care acţionează ca un procesor central pentru reţea sunt de aproximativ 50.000$. Componenta pentru examinarea gloanţelor a fost adăugată ulterior şi costă 26.000$.

Spre exemplu, trei laboratoare pot participa într-o reţea pentru aproximativ 3 x 36.000 + 3 x 26.000 + 50.000 = 236.000$.

1 Drugfire National Training Center.

IBIS (Integrated Ballistics Identification System)2 este un sistem de analiză a imaginilor, folosit de forţele de apărare a legii3 pentru a stoca şi analiza imagini ale gloanţelor şi ale tuburilor trase.

Dezvoltat de FORENSIC TECHNOLOGY, INC.4, IBIS are două module: Bulletproof pentru gloanţe şi Brasscatcher pentru tuburile trase (vezi imaginile următoare).

Sistemul captează imagini video ale striaţiilor de pe glonţ şi ale urmelor lăsate pe tubul tras prin intermediul microscopului comparator.

2Sistem Integrat de Identificare Balistică 3 Respectiv de ATF (Bureau of Alcohol, Tobacco and Firearms).4 Vezi secţiunea anterioară, pag. 78.

Imagine 3D asupra tubului.

Imagine 3D asupra glontului.

Aceste imagini sunt folosite pentru a produce o semnătură electronică ce va fi

stocată în baza de date. Apoi sistemul compară această semnătură cu cea a altor gloanţe ori tuburi trase sau cu o întreagă bază de date.

Reţeaua hardware şi software permite transferuri şi comparări ale probelor criminalistice în laboratoare diferite.

O importanţă deosebită o are componenta RBI pusă la dispoziţie de acelaşi producător, o componentă menită să răspundă cerinţelor de la faţa locului şi să asigure rapiditate în rezolvarea cazurilor .

Odată ce imaginea este recepţionată de această componentă, ea poate fi transmisă prin modem, telefon mobil sau prin orice reţea locală (LAN)5 Staţiei de Recepţie a Datelor IBIS (DAS)6, unde un tehnician o va verifica din punct de vedere calitativ şi va extrage “semnătura” acesteia.

5 Local Area Network.6 IBIS Data Acquisition Station.

Server-ul de corelare indeplineste functiile de comparare. Acesta primeste, prelucreaza si compara semnaturile electronice digitale primite din imaginile din evidenta balistica.

MatchPoint–imaginea anterioara-este un sistem care ofera posibilitatea analizarii gloantelor si tuburilor prin imagini 2D si 3D. Deasemenea ofera posibilitatea compararii acestora.

Ultimele descoperiri. Bullet Trax 3D . Match Point+ . Brass Trax 3D. IBIS TRAX.

In 1999 , FBI si ATF –ul au decis in final sa renunte la Drugfire sis a standardizeze NIBIN (National Integrated Ballistic Identification Network) pe platforna IBIS, dupa ce in prealabil o comisie formata din specialisti de la FBI si ATF au demonstrate superioritatea platformei IBIS fata de alte sisteme.

Standardizarea IBIS-ului dupa normele NIBIN au facut din FTI cel mai mare fabricant de platforme in sistemul automat de identificare balistica.

In 2005, FTI a impus pe piata forensic softurile “ Bullet TRAX” iar in 2006 “ Brass TRAX” ca si sisteme capabile de comparatii aleimaginiilor striatiilor proiectilelor si a tuburilor atat 2D cat si 3D.

In anul 2006 compania Forensic Technology Inc. (FTI) a lansat prima si singura statie de identificare a tuburilor folosind imagini 3D. Forensic Technology Inc. ofera posibilitatea de identificare balistica atat pentru gloante cat si pentru tuburi acestea putand fi examinate atat prin imagini bidimensionale cat si tridimensionale. IBIS-TRAX 3D poate fi integrat vechilor sisteme IBIS. Acest lucru este posibil deoarece ambele folosesc aceeasi configuratie pentru a capta imaginile . Studiile stiintifice recente arata ca sunt absolute necesare imaginile 3D pentru o mai buna identificare a armelor.IBIS TRAX 3D este o tehnologie care combina imaginile 3D si 2D pentru o cercetare avansata.

Bullet Trax este un sistem care permite operatorilor sa faca masuratori pe suprafata glontului.

Identificarea balistică a gloanţelor şi a tuburilor trase utilizând imagini tridimensionale

Algoritmii utilizaţi pentru a corela diferite specimene pe baza datelor 2D au dat rezultate satisfăcătoare în cazul tuburilor trase, dar mai slabe în cazul gloanţelor. Proiectarea acestui sistem a fost motivată de următoarea întrebare: există avantaje în utilizarea datelor captate 3D faţă de cele 2D? Cu alte cuvinte, dacă în locul folosirii „fotografiei” suprafeţei glonţului folosim ca date măsurarea în adâncime a suprafeţei acestuia, vom obţine rezultate mai bune? În paginile următoare vom arăta în termeni concreţi ce înseamnă captarea datelor 3D de pe suprafaţa glonţului şi de ce utilizarea acestora este mai eficace decât a celor 2D. Putem asocia captarea datelor 3D cu înregistrarea adâncimii urmelor specifice de pe specimen.

Imaginea alăturată prezintă schematic un glonţ secţionat la diferite niveluri de-a lungul axei sale longitudinale. Fiecare plan defineşte un nivel la care informaţia privind suprafaţa glonţului va fi înregistrată.

Figura următoare prezintă într-un format schematic conţinutul informaţiilor înregistrate la fiecare nivel al glonţului.

Alte sisteme automate de identificare in balistica aflate pe piaţă:- ARSENAL - creat de firma PAPILLON in Rusia- TAIS - un alt sistem rusesc pentru ABIS- EVOFINDER – făcut de SCANBII Tech. Inc.- BALISTIKA pentru Turcia- CIBLE – sistem francez- FIREBALL – sistem Australian

Toate programele ABIS (Automated Balistic Identification System)fac posibila selectarea a 10 – 20 posibile candidate pentru identificare din banca de date iar cel mai puternic cuvant ii ramane tot expertului care in final decid care dintre aceste posibile candidate se potrivesc, si ulterior întocmesc Raportul de Constatare Tehnico-Stiinţific Balistic sau Raportul de Expertiza balistica care va merge ca proba la dosarul cauzei în vederea înfăptuirii actului de justiţie.

Bibliografie

1. Gayet Jean - A,b,c, depolice scientifique, Editura Payot, Paris, 1973;2. HEARD B.J. - Handbook of Firearms and Ballistics - Examining andInterpreting Forensic Evidence, John Wiley & Sons, Inc., West Sussex,UK, 1997;3. Kirk Paul - Crime investigation, physical evidence and the policelaboratory, Editura Interscience Publisher, New York, 1966;4. Locard Edmond - L'identification des recidivistes, Editura A. Maloine,Paris, 1909;