Immagini 3D ad alta risoluzione di impronte di scarpe, tracce di pneumatici nella neve e nel suolo per la scientifica sulla scena del crimine

I ricercatori stanno sviluppando un nuovo tipo di tecnologia forense portatile per la scena del crimine progettata per acquisire immagini 3-D precise ad alta risoluzione di impronte di scarpe e segni del battistrada di pneumatici nella neve e nel suolo.

Il sistema costerà circa $ 5.000, che è circa un decimo del costo dei sistemi disponibili in commercio e rappresenta un’alternativa al metodo tradizionale di colata in gesso, ha affermato Song Zhang, professore associato presso la Scuola di ingegneria meccanica della Purdue University.

Il progetto è finanziato con una sovvenzione biennale di $ 788.167 dal National Institute of Justice. Il sistema di imaging 3D portatile avrà il “controllo dell’esposizione automatica”, consentendo agli investigatori senza esperienza tecnica di acquisire immagini di alta qualità e un’interfaccia utente intuitiva.

“Questo è il più grande contributo che stiamo dando alla comunità forense”, ha affermato Zhang, direttore del laboratorio XYZT di Purdue. “Gli attuali prodotti di imaging 3D sul mercato sono molto difficili da usare. È necessaria esperienza per essere in grado di acquisire buone immagini. Quello che vogliamo fare è apportare un po’ di intelligenza agli algoritmi in modo che l’esaminatore forense debba semplicemente fare clic su un pulsante per catturare buone immagini.”

Lavorerà con due ricercatori nel campo della scientifica sulla scena del crimine: il ricercatore forense David Baldwin presso lo Special Technologies Laboratory, una struttura dell’Amministrazione Nazionale per la Sicurezza Nucleare del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti a Santa Barbara, California; e scienziato forense in pensione ed esaminatore di calzature e pneumatici James R. Wolfe. Il team includerà anche due dottorandi.

Il team di ricerca lavorerà allo sviluppo di un sistema che produca immagini con una risoluzione di 600 dpi. Tale innovazione fornirebbe risultati più precisi rispetto al casting e produrrebbe immagini immediatamente, mentre il casting richiede fino a un’ora.

“La maggior parte delle scarpe presenta crepe molto piccole dovute all’usura oltre al modello di progettazione e il nostro sistema sarà in grado di catturare queste caratteristiche distinte”, ha affermato Zhang. “Questi segni sono unici per una scarpa specifica.”

Il team di Zhang ha inventato una “tecnica di sfocatura binaria” che fornisce immagini di profondità accurate codificando i dati in luce a LED che viene proiettata sulla superficie della neve o del suolo. La luce che rimbalza sulla telecamera contiene le informazioni pre-codificate, consentendo al sistema di determinare la profondità delle caratteristiche della superficie durante l’utilizzo di una singola telecamera. Un computer portatile eseguirà i calcoli necessari per far funzionare il proiettore e la fotocamera. A differenza di altri sistemi, il nuovo approccio è “sicuro per gli occhi” perché non richiede l’uso di laser.

“Il nostro progetto promette di fornire un dispositivo che migliorerà la qualità e l’accuratezza delle prove delle impronte di pneumatici e calzature”, ha affermato Baldwin. “Abbiamo in programma di sviluppare un sistema conveniente e di facile utilizzo che fornirà alla comunità scientifica forense prove maggiori e migliori dalle scene del crimine”.

Una sfida è sviluppare un sistema in grado di acquisire immagini di alta qualità di impronte di scarpe e tracce di pneumatici su terreno misto e neve.

“Alcuni substrati come la neve e la sabbia chiara pongono grosse difficoltà agli investigatori sulla scena del crimine quando fotografano e proiettano impronte di scarpe e tracce di pneumatici”, ha detto Wolfe. “Questo progetto ha il potenziale per sviluppare un sistema in grado di ottenere rapidamente i dettagli 3-D in tali impressioni, massimizzando il valore di questo tipo di prove in un’indagine penale”.

Un’altra sfida è quella di acquisire immagini di alta qualità sia per superfici diffuse che “speculari”. Alcuni oggetti riflettono uniformemente la luce, che si dice sia diffusa, mentre gli oggetti lucidi riflettono i riflessi luminosi.

“Questa luce speculare presenta problemi per l’imaging 3-D perché le fotocamere non rispondono correttamente a quei punti salienti”, ha detto Zhang. “Quindi dobbiamo adattare il nostro sensore per essere in grado di gestire sia la luce speculare che quella diffusa”.

Il progetto inizia ufficialmente a gennaio.