Grådig algoritme fanger gerningsmændene

 

I mange kriminalsager finder man ofte, at DNA fra flere gerningsmænd er blandet sammen. Den nye algoritme kan hurtigt tegne profilerne for hver gerningsmand.  (Foto: Colourbox)

Fredag den 13.6 klokken 01.32. Christian er på vej hjem fra en hyggelig tur i byen. Han er træt, småfuld og ikke så opmærksom på, hvad der sker omkring ham. Pludselig bliver han omringet af en flok mænd, der gennemtæver ham. Da gerningsmændene løber væk, ligger Christian livløs på jorden med tøjet smurt ind i blod.

Voldssager som denne, hvor der er flere gerningsmænd, er meget svære for politiet at opklare, da de genetiske spor, som gerningsmændene har efterladt sig på offerets tøj, er blandet sammen. Hidtil har retsgenetikere analyseret de genetiske spor med håndkraft, og det er en lang, omstændig proces, hvor der er risiko for at begå fejl. Resultatet afhænger i høj grad af, hvor erfaren retsgenetikeren er og hvad han mener er vigtigt.

Men nu er der hjælp på vej. For på Institut for Matematiske Fag, Aalborg Universitet, har ph.d.-studerende Torben Tvedebrink udviklet en nyt, potent computerværktøj, der kan gøre alt det sure arbejde for retsmedicinerne - et værktøj, som tilmed kan gøre arbejdet meget hurtigere, mere præcist og helt objektivt, og det betyder, at der er større chance for at finde de rigtige gerningsmænd.

Sidste hånd
Værktøjet består af det, som matematikere kalder for en "grådig algoritme" - et særligt computerprogram, der æder sig igennem det DNA-spor man har fundet.

»Vi er ved at lægge sidste hånd på værktøjet nu. Og vi har allerede testet det på en stribe cases, med rigtig gode resultater,« siger Torben Tvedebrink til videnskab.dk.

VIDSTE DU

I 2007 analyserede Retsmedicinsk Institut ved Københavsn Universitet 10.124 DNA-prøver for politiet. Der blev i alt undersøgt DNA fra 14.178 personer.

Den DNA-profil, som et genetisk spor tegner, er en sum af profiler fra flere gerningsmænd - og den sum kan opnås på mange forskellige måder med mange forskellige DNA-profiler. Men hvilke DNA-profiler er de rigtige? Skal den opgave løses med blyant og papir, kan det tage uger. Med den nye algoritme kan retsmedicinerne lynhurtigt regne sig frem til, hvilke DNA-profiler, det genetiske spor er sammensat af.
 

»Den nye metode, som vi har udviklet er helt objektiv og er både hurtigere og mere præcis end den gamle metode. Den tegner et mere præcist billede af gerningsmanden,« - Torben Tvedebrink  

Algoritmen kan sammenlignes med en retsmediciner, der kommer til et gerningssted med fysiske spor i form af fingeraftryk og fodaftryk. Retsgenetikernes opgave er at finde ud af, hvilke fodaftryk og håndaftryk, der passer sammen. Kigger han først på fødderne, kan han hurtigt finde ud af, hvilken højrefod og venstre fod, der matcher hinanden. Og ud fra føddernes størrelse kan han så regne ud hvilke håndaftryk, manden har afsat. På den måde kan han langsomt, men sikkert, tegne nogle ret præcise profiler af alle de gerningsmænd, der har afsat spor i området.

Algoritmen regner bare ikke på fødder og hænder men på de 13 kromosom-par, som DNA-sporet indeholder. Som output har algoritmen opskrifterne på de DNA-profiler, som sporet består af. Herefter slår den op i en database over DNA-profiler, som er repræsentativ for hele befolkningen. Databasen indeholder oplysninger om, hvor udbredt de fundne DNA-profiler er.

Her et et af de konkrete cases, som den nye algoritme har regnet på. Dette DNA-spor indeholder to forskellige DNA-profiler. Ved at kigge på de såkaldte alleller (peaks) på et kromosom (angivet med tal under x-aksen), kan algoritmen regne ud hvad blandingsforholdet mellem de to profiler er. Det bruger algoritmen til at finde opskriften på hver af de to profiler. Til sidst bliver DNA-profilerne sammenhold med en database med DNA-profiler, som er repræsentativ for befolkningen. (Foto: Torben Tvedebrink)

»Viser det sig at der er tale om sjældne DNA-profiler, vil de typisk være bevis-materiale nok, hvis man finder en person med præcis den samme DNA-profil. Er profilerne derimod forholdsvist udbredte, er de ikke i sig selv nok til at dømme en person. Så skal der andet bevismateriale til,« siger Torben Tvedebrink til videnskab.dk.

Torben Tverderbrink har udviklet den nye metode i samarbejde med retsgenetikere fra Retsmedicinsk Institut på Københavns Universitet. Selv om metoden endnu ikke er helt færdigtudviklet, så har politiet allerede vist interesse for det.

»I foråret spurgte politiet til en konkret sag, hvor de var i tvivl om hvilke personer, der havde været indblandet. Retsmedicinerne var kommet med deres bud, ved at analysere DNA-prøverne med håndkraft. Vores metode bekræftigede på ganske få sekunder retsgenetikernes resultat hvilket viser metodens anvendelighed idet sager meget hurtigere kan afklares ved brug af vores metode,« siger Torben Tvedebrink til videnskab.dk.

Mål i sigte
Men der er stadig langt fra at teste metoden på enkelte cases og til at indføre metoden i praksis.

»Jeg skal præsentere værktøjet på en international konference i Luissane til august. Og herefter starter det endelige valideringsarbejde af metoden - her vil nogle retsmedicinere fra Københavns Universitet gennemteste metoden på mange forskellige slags cases. Først herefter vil det være klart, om metoden kan bruges i praksis, men jeg tror på det,« siger Torben Tvedebrink.

Inspiration til undervisning og opgaver
Kvantekryptering (matilde.mathematics.dk) Kan computere gætte? (artikel i Aktuel Naturvidenskab) Andet litteratur: Riber, Peter:'Kryptering 2. udgave', Systime

Links
Læs også på videnskab.dk: Matematikere skal afsløre kunstsvindel Byggeklodser med robotter lærer dig musik og matematik Dansk software skal varsle oversvømmelser Trafikvarsling på vej til GPS'en

Om projektet   Den nye algoritme virker kun under forudsætning af, at en lang stribe forhold er opfyldt. Eksempelvis må der ikke være indavl i befolkningen. Endelig er det vigtigt at skifte databasen med DNA-profiler ud, hvis man bruger algoritmen på andre befolkningsgrupper. Sammenligner man eksempelvis DNA-profiler i Grønland og i Danmark, så er der forskel på hvor hyppigt en bestemt profil forekommer. Aalborg Universitet og Københavns Universitet har et forskningssamarbejde om udvikling af nye metoder til at evaluere DNA-beviser i kriminalsager.