Escaneo 3D probado respecto de fotografías en un caso de estudio de métodos forenses

Investigadores de la Universidad de Toronto encuentran que el escáner 3D de Artec, Eva, prueba trabajar en una escena criminal de manera más rápida y con menos contratiempos que la fotografía, suministrando así información críticamente importante.

Los patólogos forenses juegan un papel primordial en asistir a las agencias legales y las cortes y en examinar materiales que son empleados para construir casos criminales. Sin embargo, un reciente estudio de Janujah Sivanandan y Eugene Liscio (Universidad de Toronto) muestra que los instrumentos y métodos para la investigación forense pueden algunas veces no dar la talla, o peor aún, pueden dejar de lado evidencia crítica.

Los patólogos forenses tradicionalmente han documentado escenas criminales y autopsias con la ayuda de la fotografía. Hasta hoy, poco ha cambiado – las cámaras siguen siendo el artefacto en el cual se apoyan. Sin embargo, tal y como lo muestra la investigación, las imágenes 2D generadas por las cámaras – independientemente de su resolución, especificaciones técnicas y calidad visual en general – carecen de datos críticos que sólo las relaciones espaciales entre los objetos pueden generar. Precisamente estos parámetros pueden ser de tanto valor que pueden determinar el que el aparato judicial termine enjuiciando al inocente y reivindicando al infractor.

La fotografía tradicional usada en una escena criminal. Foto cortesía de forensicoutreach.com

Los científicos de la Universidad de Toronto señalan que, mientras las medidas manuales son suficientes para referirse a la dimensión espacial, los parámetros obtenidos pueden constituir burdos estimados.

De conformidad con los autores del estudio la necesidad de información geométrica para la investigación criminal revela una brecha evidente en la metodología forense, explicando así la necesidad de los patólogos de recurrir a reglas y metros como solución a un problema que la tecnología 3D actual puede fácilmente corregir. Los científicos de la Universidad de Toronto señalan que, mientras las medidas manuales son suficientes para referirse a la dimensión espacial, los parámetros obtenidos pueden constituir burdos estimados. Claramente, burdos estimados no deben ser el fundamento para las deliberaciones del jurado, decisiones judiciales y sentencias de tipo penal. No obstante, esa continúa siendo la realidad de las ciencias forenses contemporáneas.

El objetivo del experimento, por lo tanto, fue poner los métodos forenses tradicionales a prueba al compararlos con la tecnología de imágenes 3D. Para el experimento los investigadores escogieron el escáner 3D de luz saturada, Eva de Artec, para determinar qué tan bien se comporta respecto de las herramientas fotográficas actuales para documentación. El Eva de Artec es una herramienta profesional para la obtención de imágenes 3D que ha revolucionado numerosas industrias que van desde la aviación hasta la ortopedia. Adicionalmente, ha sido parte de un sinnúmero de estudios, experimentos y tests a lo largo de una gran variedad de disciplinas académicas y campos técnicos.

Para este experimento en particular, se le hicieron 11 tatuajes temporales a un participante vivo en varias partes de su cuerpo – en el área de la cabeza y cuello, a lo largo de los brazos y en las piernas. De esta manera los autores del estudio podrían evaluar el comportamiento de los escáneres 3D en la obtención de, primeramente, alta calidad de color – un elemento que en la patología forense puede revelar mucho más que la identidad de las modificaciones corporales de una víctima. De hecho, el color puede dar luces respecto de las condiciones variables del cuerpo, suministrando a los investigadores un rango de datos forenses mucho más amplio. Por ejemplo, el grado de la coloración de los rastros de trauma corporal, incluyendo hematomas y heridas, puede revelar la severidad de la herida y su progresión. De manera más general, la decoloración puede reflejar el estado de descomposición del cuerpo. Añada factores del ambiente a la situación, como el lugar en el que fue encontrado el cuerpo y el clima, y el color puede actuar como un revelador del transcurso del tiempo, lo cual puede terminar siendo la pieza clave del rompecabezas.

El Eva de Artec siendo empleado para escanear a un participante vivo.

El experimento consistió de dos tests realizados y observados bajo condiciones uniformes: uno para fotografía y el otro para el Eva de Artec. En el primer test al participante se le solicitó acostarse. Para registrar las distancias, un metro fue empleado todo el tiempo como referencia de la orientación de los sitios de la cara y el cuerpo (i.e., nariz, codos, rodillas, etc.). El cuerpo fue luego fotografiado junto con escalas realizadas en los lados de la mesa. Mientras tanto, fotografías adicionales de las heridas fueron hechas a menor distancia.

Con el Eva de Artec, para el segundo test, el proceso fue notablemente más fácil. El cuerpo del participante fue escaneado varias veces con el escáner 3D. La herramienta geodesic de Artec Studio ayudó a obtener las medidas de las heridas y sus curvaturas. Un mapa de color fue aplicado para poder registrar el color. Mientras tanto, durante el escaneo, la salida al computador mostró la malla de datos 3D o puntos de nube, lo cual ayudó a ajustar los ángulos de visión y orientaciones. Notablemente, esto produjo datos en superficie mallada que permite mayor resolución. La plataforma de estos escaneos fue el software Artec Studio, en donde las imágenes fueron alineadas y fusionadas para la réplica digital 3D.

Un ejemplo de la herramienta geodesic siendo usada para medir el tatuaje en una superficie curva del cuerpo.

Los usuarios de los datos 3D realmente se benefician de la flexibilidad y versatilidad con la cual las imágenes pueden ser manipuladas y vistas. Permiten un mayor rango de uso, suministrando así una versión más comprensiva y realística, en este caso, para los patólogos forenses. Por ejemplo, la habilidad de recrear la trayectoria de un objeto externo entando al cuerpo puede ayudar a las agencias de la ley y expertos médicos para determinar la causa de muerto, así como la interacción de actores en una escena del crimen. De hecho, abre otras posibilidades para descubrir nuevos contextos del crimen

Para el propósito del experimento, los autores del estudio intentaron recrear la trayectoria de una bala entrando al cuerpo. Levantaron trípodes a los lados de la mesa de examen y fijaron varas metálicas para representar el trayecto de la bala. Debido a su brillo, las varas son generalmente difíciles de capturar, especialmente para los escáneres de luz estructurada en donde el conflicto entre las fuentes de luz genera bastante ruido. Sin embargo, el Eva de Artec manejó muy bien la tarea. Dicho ejercicio no hubiera sido posible para la documentación fotográfica, la cual no puede transmitir geometrías.

Captura de pantalla de la trayectoria de una bala en Artec Studio. Las líneas verdes circuladas en rojo representan las varas de trayectoria que fueron escaneadas de manera exitosa con el Eva de Artec.

De hecho, la capacidad del Eva de Artec para reproducir detalles geométricos probó la mejora más efectiva cuando uno lo compara a los métodos forenses tradicionales. Su capacidad combinada para capturar color también es notoria.

Sin embargo, los autores del estudio no se detuvieron ahí. También realizaron una prueba en paralelo para determinar lo fácil que resultan los métodos y qué tan libres de error resultaban estos artefactos. Después de todo, uno creería la tecnología que está diseñada para suministrar datos complejos de varias capas debe ser difícil de operar. El estudio refuta esta teoría.

Mientras tomó 54 minutos y 30 segundos completar la documentación fotográfica completa, el Eva de Artec le ganó al método convencional haciéndolo en casi la mitad del tiempo, exactamente en 26 minutos y 1 segundo.

Para cuantificar la facilidad de fotografiar y escanear en 3D, los experimentadores diseñaron un método para calcular la eficiencia y facilidad de uso. Este método cuenta de un sistema de puntaje basado en la dificultad técnica (la cual puede incluir los “problemillas” tales como fallas de software que pueden de manera significativa impedir la documentación) y el tiempo gastado en la documentación. Los resultados fueron evidentes de manera inmediata. Mientras tomó 54 minutos y 30 segundos completar la documentación fotográfica completa, el Eva de Artec le ganó al método convencional haciéndolo en casi la mitad del tiempo, exactamente en 26 minutos y 1 segundo. Una gran parte de la diferencia se debe a la velocidad de hasta 16 cuadros por segundo a la que el Eva de Artec puede replicar geometrías complejas. También, gran parte del procesamiento puede ser elaborado luego de la autopsia misma, reduciendo el tiempo de manera dramática.

Los investigadores de la Universidad de Toronto concluyeron que el Eva de Artec tiene ventajas sustanciales sobre los métodos actuales para la documentación forense. El Eva de Artec no sólo registró mejor el color que las cámaras fotográficas, sino que pudo obtener sus ricos sets de datos en 3D sin ninguna complejidad tecnológica. Adicionalmente, los datos 3D generados pueden revelar y preservar los hallazgos de manera más tangible y eficiente. Se resalta particularmente la “frescura” que retienen los datos, bien sea ahora o en la posteridad. Con la nueva tecnología, revisitar los llamados “casos muertos” no se ve tan afectado por la pérdida, corrupción o descontextualización de los datos. Los patólogos forenses que se enfrentan por primera vez a un caso pueden simplemente abrir los archivos de imágenes, manipular y examinarlos desde varios ángulos y familiarizarse con la evidencia visual mucho más rápido que al pasar por montones de fotos u ojeando galerías de imágenes discontinuas. En otras palabras, la dificultad de tener que recrear la escena del crimen es virtualmente eliminada con el Eva de Artec.