بصمة

بصمة الإصبع هي أثر تتركه نتوءات الاحتكاك على سطح إصبع الإنسان . يُعدّ استخراج أجزاء من بصمات الأصابع من مسرح الجريمة أسلوبًا هامًا في علم الأدلة الجنائية . تُخلّف الرطوبة والدهون الموجودة على الإصبع بصمات أصابع على أسطح مثل الزجاج أو المعدن. ويمكن الحصول على بصمات أصابع كاملة عن طريق نقل الحبر أو مواد أخرى من نتوءات الاحتكاك على الجلد إلى سطح أملس كالورق. عادةً ما تحتوي سجلات بصمات الأصابع على آثار من وسادة المفصل الأخير للأصابع والإبهام، مع أن بطاقات بصمات الأصابع تُسجّل عادةً أجزاءً من مناطق المفاصل السفلية للأصابع.

تتميز بصمات الأصابع البشرية بدقتها وتفردها وصعوبة تغييرها وثباتها طوال حياة الفرد، مما يجعلها مناسبة كعلامات طويلة الأمد للهوية البشرية. ويمكن استخدامها من قبل الشرطة أو السلطات الأخرى لتحديد هوية الأفراد الذين يرغبون في إخفاء هويتهم، أو لتحديد هوية الأشخاص العاجزين أو المتوفين الذين لا يستطيعون التعرف على أنفسهم، كما هو الحال في أعقاب الكوارث الطبيعية.

لقد طُعن في استخدامها كدليل من قِبل الأكاديميين والقضاة ووسائل الإعلام. لا توجد معايير موحدة لأساليب عدّ النقاط، وقد جادل الأكاديميون بأن معدل الخطأ في مطابقة بصمات الأصابع لم يُدرس بشكل كافٍ، وأن أدلة بصمات الأصابع تفتقر إلى أساس إحصائي متين . ^{[ 1 ]} أُجريت أبحاثٌ حول ما إذا كان بإمكان الخبراء التركيز بموضوعية على معلومات السمات في بصمات الأصابع دون أن تضللهم معلوماتٌ خارجية، مثل السياق. ^{[ 2 ]}

بصمات الأصابع هي آثار تتركها نتوءات الاحتكاك على أسطح الأصابع البشرية. ^{[ 3 ]} يُعدّ مطابقة بصمتي إصبعين من أكثر تقنيات القياسات الحيوية استخدامًا وموثوقية . وتعتمد مطابقة بصمات الأصابع على السمات الواضحة للبصمة فقط. ^{[ 4 ]}

تتكون بصمات الأصابع من الماء (95-99%)، بالإضافة إلى مكونات عضوية وغير عضوية. ^{[ 5 ]} يتألف المكون العضوي من الأحماض الأمينية ، والبروتينات ، والجلوكوز ، واللاكتيز ، واليوريا ، والبيروفات ، والأحماض الدهنية ، والستيرولات. [5] كما توجد أيونات غير عضوية مثل الكلوريد، والصوديوم، والبوتاسيوم، والحديد . [ ^{5 ] وقد} تحتوي بصمات الأصابع على ملوثات أخرى مثل الزيوت الموجودة ^{في مستحضرات التجميل} ، والأدوية ومستقلباتها، وبقايا الطعام. ^{[ 6 ]}

النتوء الاحتكاكي هو جزء مرتفع من البشرة على الأصابع (أصابع اليدين والقدمين ) ، أو راحة اليد، أو باطن القدم، ويتكون من وحدة أو أكثر من وحدات النتوءات المتصلة في جلد النتوء الاحتكاكي. تُعرف هذه النتوءات أحيانًا باسم "النتوءات البشرية"، وهي ناتجة عن السطح الفاصل بين الحليمات الجلدية في الأدمة والنتوءات بين الحليمات (الشبكية) في البشرة. تتشكل هذه السمات الفريدة في الأسبوع الخامس عشر تقريبًا من نمو الجنين، وتبقى حتى بعد الوفاة، عندما يبدأ التحلل. ^{[ 7 ]} خلال نمو الجنين، في الأسبوع الثالث عشر تقريبًا من الحمل، تتشكل نتوءات تشبه الحواف في أسفل البشرة بجانب الأدمة. ^{[ 7 ]} تبدأ الخلايا على طول هذه الحواف بالتكاثر السريع. ^{[ 7 ]} يؤدي هذا التكاثر السريع إلى تكوين نتوءات أولية وثانوية. ^{[ 7 ]} تعمل كل من الحواف الأولية والثانوية كقالب للطبقة الخارجية من الجلد لتشكيل حواف الاحتكاك المرئية على سطح الجلد. ^{[ 7 ]}

تعمل هذه النتوءات الجلدية على تضخيم الاهتزازات التي تحدث، على سبيل المثال، عند ملامسة أطراف الأصابع لسطح غير مستوٍ، مما يُحسّن نقل الإشارات إلى الأعصاب الحسية المسؤولة عن إدراك الملمس الدقيق. ^{[ 8 ]} على الرغم من أنه من غير المرجح أن تزيد بصمات الأصابع من ثبات الأسطح بشكل عام، إلا أن هذه النتوءات قد تُساعد في تثبيت الأصابع على الأسطح الخشنة، وقد تُحسّن التلامس مع الأسطح في الظروف الرطبة. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

يُجمع العلماء على أن أنماط بصمات الأصابع وراثية. ^{[ 11 ]} وقد تبين أن أنماط بصمات الأصابع بين التوائم المتطابقة متشابهة جدًا (وإن لم تكن متطابقة تمامًا)، بينما تكون أقل تشابهًا بين التوائم غير المتطابقة . ^{[ 11 ]} وقد تم تحديد نسبة وراثية عالية لاثنتي عشرة سمة من سمات بصمات الأصابع. ^{[ 12 ]} وتشير النماذج الحالية لوراثة سمات بصمات الأصابع إلى انتقالها وفقًا لقوانين مندل، مع تأثيرات إضافية من الجينات الرئيسية السائدة أو المضافة . ^{[ 13 ]}

بينما تحدد الجينات الخصائص العامة للأنماط وأنواعها، فإن وجود العوامل البيئية يؤدي إلى تمايز طفيف في كل بصمة. ومع ذلك، فإن التأثيرات النسبية للعوامل الوراثية والبيئية على أنماط بصمات الأصابع غير واضحة عمومًا. وقد أشارت إحدى الدراسات إلى أن حوالي 5% من التباين الكلي يعود إلى تأثيرات بيئية طفيفة، على الرغم من أن هذه الدراسة اعتمدت فقط على إجمالي عدد الخطوط كمقياس. ^{[ 11 ]} وقد طُرحت عدة نماذج لآليات تكوين خطوط الأصابع التي تؤدي إلى التنوع الهائل في بصمات الأصابع. يشير أحد النماذج إلى أن عدم استقرار الانبعاج في الطبقة القاعدية لخلايا بشرة الجنين مسؤول عن تكوين خطوط البشرة. ^{[ 14 ]} بالإضافة إلى ذلك، قد تلعب الأوعية الدموية والأعصاب دورًا في تكوين هذه الخطوط. ^{[ 15 ]} ويشير نموذج آخر إلى أن التغيرات في السائل الأمنيوسي المحيط بكل إصبع نامٍ داخل الرحم تتسبب في نمو الخلايا المقابلة في كل بصمة في بيئات دقيقة مختلفة. ^{[ 16 ]} بالنسبة لشخص معين، تؤثر هذه العوامل المختلفة على كل إصبع بشكل مختلف، مما يمنع بصمتي الأصابع من أن تكونا متطابقتين مع الاحتفاظ بأنماط متشابهة.

يُصعّب التنوع الهائل في الأنماط الظاهرية تحديدَ وراثة بصمات الأصابع . وغالبًا ما يكون تصنيف نمطٍ مُحددٍ أمرًا شخصيًا (لعدم وجود إجماع على السمة الأنسب للقياس الكمي)، مما يُعقّد تحليل أنماط البصمات الجلدية. وقد اقتُرحت عدة أنماط وراثية لأنماط بصمات الأصابع المختلفة، وتمت ملاحظتها. وقد اقتُرح أن إجمالي عدد خطوط بصمات الأصابع، وهو مقياس شائع الاستخدام لحجم نمط بصمة الإصبع، له نمط وراثي متعدد الجينات ويتأثر بجينات إضافية متعددة. ^{[ 11 ]} إلا أن هذه الفرضية قد طُعن فيها من خلال أبحاث أخرى، والتي تُشير إلى أن عدد الخطوط على كل إصبع على حدة مستقل وراثيًا، وتفتقر إلى أدلة تدعم وجود جينات إضافية تؤثر على تكوين النمط. ^{[ 17 ]} ويشير نمط وراثي آخر لنمط بصمة الإصبع إلى أن نمط القوس على الإبهام وعلى الأصابع الأخرى يُورث كصفة سائدة جسمية. ^{[ 18 ]} وقد أشارت أبحاث أخرى حول نمط القوس إلى أن جينًا رئيسيًا أو وراثة متعددة العوامل هي المسؤولة عن وراثة نمط القوس. ^{[ 19 ]} يشير نموذج منفصل لتطور نمط الدوامة إلى أن جينًا واحدًا أو مجموعة من الجينات المرتبطة تساهم في وراثته. ^{[ 20 ]} علاوة على ذلك، لا يبدو أن وراثة نمط الدوامة متناظرة، إذ يبدو أن النمط موزع عشوائيًا بين أصابع اليد الواحدة. ^{[ 20 ]} بشكل عام، تشير مقارنة أنماط بصمات الأصابع بين اليد اليمنى واليسرى إلى عدم تناظر في تأثير الجينات على أنماط بصمات الأصابع، على الرغم من أن هذه الملاحظة تتطلب مزيدًا من التحليل. ^{[ 21 ]}

بالإضافة إلى نماذج الوراثة المقترحة، أشارت الدراسات إلى أن جينات محددة تلعب دورًا في تكوين أنماط أطراف الأصابع (ولا تزال آلية تأثيرها على هذه الأنماط قيد البحث). كشف تحليل الارتباط متعدد المتغيرات لعدد خطوط الأصابع على كل إصبع على حدة عن ارتباطها بالكروموسوم 5q14.1، وتحديدًا في أصابع البنصر والسبابة والوسطى. ^{[ 22 ]} في الفئران، ارتبطت متغيرات في جين EVI1 (المعروف أيضًا باسم MECOM ) بأنماط بصمات الأصابع. ^{[ 23 ]} لا يؤثر التعبير عن جين EVI1 في البشر بشكل مباشر على أنماط بصمات الأصابع، ولكنه يؤثر على تكوين الأطراف والأصابع، مما قد يلعب دورًا في التأثير على أنماط بصمات الأصابع. ^{[ 23 ]} وجدت دراسات الارتباط على مستوى الجينوم تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة داخل جين ADAMTS9-AS2 على 3p14.1، والذي يبدو أنه يؤثر على نمط الدوامة في جميع الأصابع. ^{[ 24 ]} يُشفّر هذا الجين الحمض النووي الريبوزي المضاد الذي قد يُثبّط إنزيم ADAMTS9، الذي يُعبّر عنه في الجلد. ولم يُقترح بعد نموذج لكيفية تأثير المتغيرات الجينية لـ ADAMTS9-AS2 بشكل مباشر على نمو الدوامات. ^{[ 24 ]}

في فبراير 2023، حددت دراسة مسارات إشارات WNT و BMP و EDAR كمسارات تنظم تكوين الحواف الأساسية على بصمات الأصابع، حيث يرتبط المساران الأولان بعلاقة عكسية وفقًا لنظام تفاعل-انتشار تورينج . ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

قبل استخدام الحوسبة، كانت تُستخدم أنظمة حفظ الملفات اليدوية في مستودعات بصمات الأصابع الكبيرة . ^{[ 28 ]} يقوم نظام تصنيف بصمات الأصابع بتجميعها وفقًا لخصائصها، مما يُسهّل مطابقة كل بصمة مع قاعدة بيانات ضخمة. وبالتالي، يُمكن مقارنة بصمة مُحددة مع مجموعة فرعية من البصمات في قاعدة بيانات موجودة . ^{[ 4 ]} اعتمدت أنظمة التصنيف المبكرة على أنماط الخطوط العامة، بما في ذلك وجود أو غياب الأنماط الدائرية، في العديد من الأصابع أو جميعها. وقد سمح ذلك بحفظ واسترجاع السجلات الورقية في مجموعات كبيرة بالاعتماد على أنماط خطوط الاحتكاك فقط. استخدمت الأنظمة الأكثر شيوعًا فئة نمط كل إصبع لتكوين مفتاح رقمي يُساعد في البحث في نظام الملفات. شملت أنظمة تصنيف بصمات الأصابع نظام روشر، ونظام خوان فوسيتيتش، ونظام هنري للتصنيف . طُوّر نظام روشر في ألمانيا وطُبّق في كل من ألمانيا واليابان. طُوّر نظام فوسيتيتش في الأرجنتين وطُبّق في جميع أنحاء أمريكا الجنوبية. طُوّر نظام هنري للتصنيف في الهند وطُبّق في معظم البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية. ^{[ 28 ]}

في نظام تصنيف هنري، توجد ثلاثة أنماط أساسية لبصمات الأصابع: الحلقة، والدوامة، والقوس، ^{[ 29 ]} والتي تشكل 60-65%، و30-35%، و5% من جميع بصمات الأصابع على التوالي. ^{[ 30 ]} وهناك أيضًا أنظمة تصنيف أكثر تعقيدًا تُقسّم الأنماط إلى أقواس بسيطة أو أقواس خيمية، ^{[ 28 ]} وإلى حلقات قد تكون شعاعية أو زندية، اعتمادًا على جانب اليد الذي يشير إليه طرف البصمة. تبدأ الحلقات الزندية من جانب الخنصر، وهو الجانب الأقرب إلى عظم الزند ، عظم الساعد. وتبدأ الحلقات الشعاعية من جانب الإبهام، وهو الجانب الأقرب إلى عظم الكعبرة . كما قد تُصنّف الدوامات إلى مجموعات فرعية، بما في ذلك الدوامات البسيطة، والدوامات العرضية، والدوامات ذات الحلقة المزدوجة، وعين الطاووس، والدوامات المركبة، ودوامات الجيب المركزي. ^{[ 28 ]}

في نظام هنري للتصنيف، يُعرَّف "رقم التصنيف الأساسي" بأنه كسرٌ بسطه ومقامه عددان صحيحان بين 1 و32 (شاملين)، وبذلك يُصنَّف كل مجموعة من عشر بصمات أصابع إلى واحدة من 1024 مجموعة. (ولتمييز هذه المجموعات، لا يُختزل الكسر بقسمة أي عوامل مشتركة). يُحدَّد الكسر بواسطة عشرة مؤشرات، مؤشر لكل إصبع، يأخذ المؤشر القيمة 1 عندما يكون للإصبع دوامة، والقيمة 0 فيما عدا ذلك. ويمكن كتابة هذه المؤشرات على النحو التالي: ${\displaystyle R_{t},R_{i},R_{m},R_{r},R_{l}}$لليد اليمنى و ${\displaystyle L_{t},L_{i},L_{m},L_{r},L_{l}}$بالنسبة لليد اليسرى، حيث تشير الرموز السفلية إلى الإبهام (t) ، والسبابة ( i) ، والوسطى (m) ، والبنصر ( r) ، والخنصر (l) . وتكون صيغة الكسر كما يلي:

${\displaystyle {16R_{i}+8R_{r}+4L_{t}+2L_{m}+1L_{l}+1 \over 16R_{t}+8R_{m}+4R_{l}+2L_{i}+1L_{r}+1}.}$

على سبيل المثال، إذا كان إصبع البنصر الأيمن وإصبع السبابة الأيسر فقط يحتويان على دوامات، فإن مجموعة بصمات الأصابع تصنف ضمن المجموعة "9/3":

${\displaystyle {16(0)+8(1)+4(0)+2(0)+1(0)+1 \over 16(0)+8(0)+4(0)+2(1)+1(0)+1}={9 \over 3}.}$

لاحظ أنه على الرغم من أن 9/3 = 3/1، فإن مجموعة "9/3" تختلف عن مجموعة "3/1"، حيث أن الأخيرة تتوافق مع وجود دوامات فقط على الإصبع الأوسط الأيسر.

^{تُعرف عملية تحديد بصمات الأصابع، أو} ما يُسمى بعلم البصمات [ ^{31 ]} أو علم الخطوط ^{[ 32 ]} أو تحديد بصمات اليد، بأنها عملية مقارنة بصمتين جلديتين ناتجتين عن خطوط الاحتكاك (انظر التفاصيل الدقيقة )، من أصابع اليدين أو القدمين، أو حتى راحة اليد أو باطن القدم، لتحديد ما إذا كانت هذه البصمات تعود لنفس الشخص. ونظرًا لمرونة خطوط الاحتكاك وتكوينها العشوائي على الجلد، فإنه لا توجد بصمتان متطابقتان تمامًا في كل التفاصيل؛ حتى البصمات المسجلة مباشرةً بعد بعضها البعض من نفس اليد قد تختلف اختلافًا طفيفًا. ^{[ 31 ]} وتتضمن عملية تحديد بصمات الأصابع، والتي تُعرف أيضًا بالتحديد الفردي، خبيرًا، أو نظام حاسوبي خبير يعمل وفقًا لقواعد تسجيل محددة ، لتحديد ما إذا كان من المحتمل أن تكون بصمتا خطوط الاحتكاك قد نشأتا من نفس الإصبع أو راحة اليد (أو إصبع القدم أو باطن القدم).

في عام 2024، توصلت دراسةٌ باستخدام الشبكات العصبية للتعلم العميق إلى نتائجَ تُخالف "الافتراضات السائدة"، حيثُ أظهرت إمكانية تحديد بصمات الأصابع المختلفة لنفس الشخص بدقة تصل إلى 99.99%. علاوةً على ذلك، لم تكن الخصائص المستخدمة في الطرق التقليدية ذات قيمة تنبؤية في هذا النوع من التحديد، بينما وفّر اتجاه الخطوط، وخاصةً بالقرب من مركز البصمة، معظم المعلومات. ^{[ 33 ]}

عادةً ما يتم تسجيل آثار الاحتكاك عمدًا باستخدام حبر طابعة أسود يُدحرج على خلفية بيضاء متباينة، كبطاقة بيضاء في الغالب. كما يمكن تسجيل آثار الاحتكاك رقميًا، عادةً على لوح زجاجي، باستخدام تقنية تُسمى المسح المباشر . أما "البصمة الكامنة" فهي تسجيل عرضي لآثار الاحتكاك المترسبة على سطح جسم ما أو جدار. لا تُرى البصمات الكامنة بالعين المجردة، بينما يمكن رؤية "البصمات الظاهرة" أو "البصمات البلاستيكية" بالعين المجردة. غالبًا ما تكون البصمات الكامنة مجزأة، وتتطلب استخدام طرق كيميائية أو مسحوق أو مصادر إضاءة بديلة لإظهارها بوضوح. أحيانًا، يُمكن إظهار البصمة الكامنة باستخدام مصباح يدوي عادي ساطع.

عندما تتلامس نتوءات الاحتكاك مع سطحٍ ما، تنتقل المواد الموجودة عليها، كالعرق والزيوت والشحوم والحبر والدم، إلى ذلك السطح. وتتعدد العوامل المؤثرة على جودة بصمات نتوءات الاحتكاك، منها مرونة الجلد، وضغط الترسيب، والانزلاق، ومادة السطح، وخشونته، والمادة المترسبة. هذه بعض العوامل التي قد تجعل البصمة الكامنة تبدو مختلفة عن أي تسجيل معروف لنفس نتوءات الاحتكاك. في الواقع، تختلف الظروف المحيطة بكل حالة ترسيب لنتوءات الاحتكاك اختلافًا فريدًا لا يتكرر. ولهذه الأسباب، يخضع فاحصو البصمات لتدريب مكثف. يُطلق على الدراسة العلمية للبصمات اسم علم البصمات الجلدية أو علم البصمات. ^{[ 34 ]}

على الرغم من وجود مئات التقنيات المبلغ عنها للكشف عن بصمات الأصابع، إلا أن العديد منها ذو أهمية أكاديمية فقط، ولا يوجد سوى حوالي 20 طريقة فعالة حقًا يتم استخدامها حاليًا في مختبرات بصمات الأصابع الأكثر تقدمًا حول العالم.

تُظهر بعض هذه التقنيات، مثل النينهيدرين والديازافلورينون وترسيب المعادن بالتفريغ ، حساسية عالية وتُستخدم عمليًا. بعض كواشف البصمة الكيميائية مُتخصصة، مثل النينهيدرين أو الديازافلورينون عند تفاعلهما مع الأحماض الأمينية. بينما تعمل تقنيات أخرى، مثل بلمرة إيثيل سيانو أكريلات ، على ما يبدو عن طريق التحفيز المائي ونمو البوليمر. وقد ثبت أن ترسيب المعادن بالتفريغ باستخدام الذهب والزنك غير مُتخصص، ولكنه قادر على كشف طبقات الدهون الرقيقة جدًا، حتى تلك التي لا تتجاوز جزيئًا واحدًا.

تعتمد الطرق التقليدية، مثل استخدام المساحيق الناعمة، على الالتصاق بالرواسب الدهنية، وربما الرواسب المائية في حالة بصمات الأصابع الحديثة. قد يشكل المكون المائي لبصمة الإصبع في البداية أكثر من 90% من وزنها، ولكنه يتبخر بسرعة كبيرة، وقد يختفي معظمه بعد 24 ساعة. بعد الدراسات التي تناولت استخدام ليزر أيون الأرجون في الكشف عن بصمات الأصابع، ^{[ 45 ]} تم استحداث مجموعة واسعة من تقنيات التألق، لا سيما لتحسين وضوح بصمات الأصابع المُطوّرة كيميائيًا؛ كما يمكن الكشف عن التألق الذاتي لبعض بصمات الأصابع الكامنة. فعلى سبيل المثال، يمكن تصوير بصمات الأصابع ثلاثية الأبعاد وبدون استخدام مواد كيميائية باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء. ^{[ 46 ]}

نُشر آخر دليل شامل لأساليب تحسين بصمات الأصابع من قبل فرع التطوير العلمي التابع لوزارة الداخلية البريطانية في عام 2013، ويُستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. ^{[ 47 ]}

^{تهدف تقنية تم اقتراحها في عام} 2007 إلى تحديد العرق والجنس والأنماط الغذائية للفرد . [ ^{48 ]}

من أبرز القيود التي تواجه أدلة بصمات الاحتكاك عند جمعها، هي بيئة السطح، وتحديدًا مدى مسامية السطح الذي وُضعت عليه البصمة. ^{[ 49 ]} ففي حالة الأسطح غير المسامية، لا تُمتص بقايا البصمة في مادة السطح، بل قد تتلطخ بفعل سطح آخر. ^{[ 49 ]} أما في حالة الأسطح المسامية، فتُمتص بقايا البصمة في السطح. ^{[ 49 ]} وفي كلتا الحالتين، إما أن تكون البصمة عديمة القيمة بالنسبة للفاحصين، أو أن تتلف بصمات الاحتكاك.

لكي يتمكن المحللون من تحديد أنماط خطوط الاحتكاك وخصائصها بدقة، يعتمد ذلك بشكل كبير على وضوح البصمة. ^{[ 50 ] [ 51 ]} لذا، فإن تحليل خطوط الاحتكاك محدود بالوضوح. ^{[ 50 ] [ 51 ]}

في سياق المحاكم، جادل كثيرون بأن تحديد حواف الاحتكاك وعلم الحواف يجب تصنيفهما كأدلة رأي لا كحقائق، وبالتالي ينبغي تقييمهما على هذا الأساس. ^{[ 52 ]} وقال كثيرون إن تحديد حواف الاحتكاك مقبول قانونيًا اليوم فقط لأن معايير القبول كانت منخفضة نسبيًا عند إضافته إلى النظام القانوني. ^{[ 53 ]} ولا يوجد سوى عدد محدود من الدراسات التي أُجريت للمساعدة في تأكيد الأسس العلمية لعملية التحديد هذه. ^{[ 51 ]}

يُتيح تطبيق تقنية بصمة الإصبع الجديدة باستخدام مسبار كلفن الماسح (SKP)، التي لا تتطلب أي تلامس مادي مع البصمة ولا تستلزم استخدام مواد تحميض، إمكانية تسجيل البصمات مع الحفاظ على سلامة المادة التي يمكن إخضاعها لاحقًا لتحليل الحمض النووي. وقد جرى تطوير نموذج أولي قابل للاستخدام في الطب الشرعي في جامعة سوانزي خلال عام 2010، ضمن بحثٍ حظي باهتمام كبير من وزارة الداخلية البريطانية وعدد من قوات الشرطة في المملكة المتحدة، فضلًا عن اهتمام دولي. ويُؤمل أن يُصنّع هذا الجهاز بأعداد كافية ليُستخدم على نطاق واسع من قِبل فرق الطب الشرعي في جميع أنحاء العالم. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

تحتوي الإفرازات والزيوت الجلدية والخلايا الميتة في بصمة الإصبع على بقايا مواد كيميائية مختلفة ومستقلباتها الموجودة في الجسم. ويمكن الكشف عن هذه البقايا واستخدامها لأغراض الطب الشرعي. على سبيل المثال، تحتوي بصمات أصابع مدخني التبغ على آثار من الكوتينين ، وهو أحد مستقلبات النيكوتين ؛ كما تحتوي أيضًا على آثار من النيكوتين نفسه. يجب توخي الحذر، إذ قد يكون وجوده ناتجًا عن مجرد ملامسة الإصبع لمنتج تبغ. من خلال معالجة بصمة الإصبع بجزيئات الذهب النانوية المرتبطة بأجسام مضادة للكوتينين ، ثم لاحقًا بعامل فلوري مرتبط بهذه الأجسام المضادة، تصبح بصمة المدخن متألقة؛ بينما تبقى بصمات غير المدخنين داكنة. ويجري اختبار نفس النهج، اعتبارًا من عام 2010، لاستخدامه في تحديد هوية مدمني القهوة ، ومدخني القنب ، ومتعاطي أنواع أخرى من المخدرات. ^{[ 56 ] [ 57 ]}

تستخدم معظم وكالات إنفاذ القانون الأمريكية تقنية التكميم القياسي للمويجات (WSQ)، وهي نظام قائم على المويجات لتخزين صور بصمات الأصابع المضغوطة بكفاءة عالية بدقة 500 بكسل لكل بوصة (ppi). وقد طُوّرت هذه التقنية من قِبل مكتب التحقيقات الفيدرالي (FBI) ومختبر لوس ألاموس الوطني والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). أما بالنسبة لبصمات الأصابع المسجلة بدقة مكانية تبلغ 1000  بكسل لكل بوصة ، فتستخدم جهات إنفاذ القانون (بما في ذلك مكتب التحقيقات الفيدرالي) تنسيق JPEG 2000 بدلاً من WSQ.

تُستخدم بصمات الأصابع التي تُجمع من مسرح الجريمة، أو من الأدلة الجنائية، في علم الأدلة الجنائية لتحديد هوية المشتبه بهم والضحايا وغيرهم ممن لمسوا سطحًا ما. وقد برز نظام تحديد الهوية ببصمات الأصابع كنظام مهم في أجهزة الشرطة في أواخر القرن التاسع عشر، عندما حلّ محل القياسات الأنثروبومترية كطريقة أكثر موثوقية لتحديد هوية الأشخاص ذوي السوابق الجنائية، غالبًا تحت اسم مستعار، في سجلات المجرمين. ^{[ 31 ]} وقد خدمت بصمات الأصابع جميع الحكومات في أنحاء العالم خلال المئة عام الماضية تقريبًا لتحديد هوية المجرمين. وتُعدّ بصمات الأصابع الأداة الأساسية في كل جهاز شرطة لتحديد هوية الأشخاص ذوي السوابق الجنائية. ^{[ 31 ]}

لقد طُعن في صحة أدلة بصمات الأصابع الجنائية من قبل الأكاديميين والقضاة ووسائل الإعلام. ففي الولايات المتحدة، لم يضع فاحصو البصمات معايير موحدة لتحديد هوية الأفراد بناءً على مطابقة البصمات. وفي بعض الدول التي تُستخدم فيها البصمات في التحقيقات الجنائية، يُشترط على فاحصي البصمات مطابقة عدد من نقاط التحديد قبل قبول المطابقة. ففي إنجلترا، يُشترط مطابقة 16 نقطة تحديد، وفي فرنسا 12 نقطة، لمطابقة بصمتين وتحديد هوية الفرد. وقد انتقد بعض فاحصي البصمات أساليب عدّ النقاط لأنها تركز فقط على موقع خصائص معينة في البصمات المراد مطابقتها. كما قد يؤيد فاحصو البصمات مبدأ الاختلاف الوحيد ، الذي ينص على أنه إذا وُجد اختلاف واحد بين بصمتين، فإنهما ليستا من الإصبع نفسه. علاوة على ذلك، جادل الأكاديميون بأن معدل الخطأ في مطابقة البصمات لم يُدرس بشكل كافٍ، بل ذهب البعض إلى القول بأن أدلة البصمات تفتقر إلى أساس إحصائي متين . ^{[ 1 ]} أُجريت أبحاثٌ حول ما إذا كان بإمكان الخبراء التركيز بموضوعية على معلومات السمات في بصمات الأصابع دون أن تضللهم معلوماتٌ خارجية، مثل السياق. ^{[ 2 ]}

من الناحية النظرية، يمكن تزوير بصمات الأصابع وزرعها في مسرح الجريمة. ^{[ 58 ]}

كانت البصمات أساسًا لتأسيس أول منظمة مهنية في مجال الطب الشرعي، وهي الرابطة الدولية لتحديد الهوية (IAI)، عام 1915. ^{[ 59 ]} أُنشئ أول برنامج اعتماد مهني لعلماء الطب الشرعي عام 1977، وهو برنامج فاحص البصمات الكامنة المعتمد التابع للرابطة الدولية لتحديد الهوية، والذي كان يمنح شهادات لمن يستوفون معايير صارمة، ويملك صلاحية سحب الشهادة إذا استدعى أداء الفرد ذلك. ^{[ 60 ]} وقد حذت فروع الطب الشرعي الأخرى حذوها وأنشأت برامج اعتماد خاصة بها. ^{[ 60 ]}

أصدرت منظمة " برايفسي إنترناشونال " غير الحكومية في عام 2002 تحذيراً يفيد بأن عشرات الآلاف من طلاب المدارس في المملكة المتحدة يخضعون لأخذ بصمات أصابعهم في المدارس، غالباً دون علم أو موافقة أولياء أمورهم. ^{[ 93 ]} وفي العام نفسه، قدّرت شركة "مايكرو ليبراريان سيستمز" ، التي تستخدم تقنية مشابهة لتلك المستخدمة في السجون الأمريكية والجيش الألماني، أن 350 مدرسة في جميع أنحاء بريطانيا تستخدم هذه الأنظمة بدلاً من بطاقات المكتبة. ^{[ 93 ]} وبحلول عام 2007، قُدّر أن 3500 مدرسة تستخدم هذه الأنظمة. ^{[ 94 ]} وبموجب قانون حماية البيانات في المملكة المتحدة ، لا يُشترط على المدارس في المملكة المتحدة الحصول على موافقة أولياء الأمور للسماح بهذه الممارسات. ولا يحق لأولياء الأمور المعارضين لأخذ بصمات الأصابع سوى تقديم شكاوى فردية ضد المدارس. ^{[ 95 ]} رداً على شكوى لا تزال المفوضية الأوروبية تتابعها، أعربت في عام 2010 عن "مخاوف كبيرة" بشأن تناسب وضرورة هذه الممارسة، وانعدام سبل الانتصاف القضائي، مشيرةً إلى أن هذه الممارسة قد تنتهك توجيهات الاتحاد الأوروبي بشأن حماية البيانات. ^{[ 96 ]}

في مارس/آذار 2007، كانت الحكومة البريطانية تدرس أخذ بصمات جميع الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 11 و15 عامًا، وإضافة هذه البصمات إلى قاعدة بيانات حكومية، كجزء من مشروع جديد لجوازات السفر وبطاقات الهوية ، مع رفض أي اعتراضات تتعلق بمخاوف الخصوصية. وكان من المقرر مطابقة جميع البصمات المأخوذة مع بصمات 900 ألف جريمة لم تُحل. ووصف وزير الداخلية في حكومة الظل، ديفيد ديفيس، الخطة بأنها "مشؤومة". وانتقد المتحدث باسم الحزب الليبرالي الديمقراطي للشؤون الداخلية ، نيك كليج، "الإصرار على بناء دولة مراقبة دون علم الشعب البريطاني". ^{[ 94 ]} دافع وزير الدولة للتعليم البريطاني، اللورد أدونيس ، عن استخدام المدارس للبصمات، لتتبع الحضور المدرسي، بالإضافة إلى الوصول إلى وجبات الطعام المدرسية والمكتبات ، وطمأن مجلس اللوردات بأن بصمات الأطفال قد أُخذت بموافقة أولياء أمورهم، وسيتم إتلافها بمجرد مغادرة الأطفال المدرسة. ^{[ 97 ]} حظي اقتراحٌ قُدِّم في وقتٍ مبكرٍ من يوم الاقتراع ، يدعو حكومة المملكة المتحدة إلى إجراء مشاوراتٍ كاملةٍ وشفافةٍ مع الجهات المعنية بشأن استخدام القياسات الحيوية في المدارس، بدعم 85 عضوًا في البرلمان (الاقتراح رقم 686). ^{[ 98 ]} بعد تشكيل حكومة ائتلافية بين حزبي المحافظين والديمقراطيين الليبراليين في المملكة المتحدة في مايو 2010، أُلغي نظام بطاقات الهوية البريطانية . ^{[ 99 ]}

أثار عدد من كبار خبراء أمن تكنولوجيا المعلومات مخاوف جدية بشأن الآثار الأمنية المترتبة على استخدام نماذج القياسات الحيوية التقليدية في المدارس، ^{[ 100 ]} وقد أعرب أحدهم عن رأيه بأن "البدء باستخدام القياسات الحيوية التقليدية في المدارس سابق لأوانه تمامًا". ^{[ 101 ]} ويزعم مُورّدو أنظمة القياسات الحيوية أن منتجاتهم تُحقق فوائد للمدارس، مثل تحسين مهارات القراءة، وتقليل أوقات الانتظار في طوابير الغداء، وزيادة الإيرادات. ^{[ 102 ]} إلا أنهم لا يستشهدون بأي بحث مستقل يدعم هذا الرأي. فقد كتب أحد المتخصصين في التعليم عام 2007: "لم أتمكن من العثور على بحث منشور واحد يُشير إلى أن استخدام القياسات الحيوية في المدارس يُعزز الأكل الصحي أو يُحسّن مهارات القراءة لدى الأطفال... لا يوجد أي دليل على هذه الادعاءات". ^{[ 103 ]}

نصحت شرطة أوتاوا في كندا الآباء الذين يخشون اختطاف أطفالهم بأخذ بصمات أصابعهم. ^{[ 104 ]}

حالة طبية نادرة للغاية تُعرف باسم انعدام بصمات الأصابع ، وتتميز بغياب بصمات الأصابع. يعاني المصابون بها من نعومة تامة في أطراف الأصابع وراحة اليد وأصابع القدم وباطن القدم، دون أي علامات أو أعراض طبية أخرى. ^{[ 105 ]} أشارت دراسة أجريت عام 2011 إلى أن انعدام بصمات الأصابع ناتج عن خلل في التعبير عن بروتين SMARCAD1 . ^{[ 106 ]} أطلق الباحثون الذين وصفوا هذه الحالة عليها اسم " مرض تأخير الهجرة" ، لأن الغياب الخلقي لبصمات الأصابع يُسبب تأخيرات عند محاولة المصابين إثبات هويتهم أثناء السفر. ^{[ 105 ]} لم يُسجل سوى خمس عائلات مصابة بهذه الحالة حتى عام 2011. ^{[ 107 ]}

الأشخاص المصابون بمتلازمة نيغلي-فرانشيسكيتي-جاداسون ومرض التصبغ الشبكي الجلدي ، وهما شكلان من أشكال خلل التنسج الأديمي الظاهر ، لا يملكون بصمات أصابع. وتُنتج هاتان المتلازمتان الوراثيتان النادرتان علامات وأعراضًا أخرى أيضًا، مثل الشعر الرقيق والهش.

قد يتسبب دواء كابيسيتابين المضاد للسرطان في فقدان بصمات الأصابع. ^{[ 108 ]} كما أن تورم الأصابع، كما هو الحال عند التعرض للدغات النحل ، قد يؤدي في بعض الحالات إلى اختفاء بصمات الأصابع مؤقتًا، إلا أنها ستعود عند زوال التورم.

نظراً لانخفاض مرونة الجلد مع التقدم في السن، فإن العديد من كبار السن لديهم بصمات أصابع يصعب التقاطها. تصبح الخطوط أكثر سمكاً، ويقل الارتفاع بين قمة الخط وقاع الأخدود، مما يقلل من بروزها. ^{[ 109 ]}

يمكن محو بصمات الأصابع بشكل دائم، وقد يستغل المجرمون ذلك لتقليل فرص إدانتهم. ويمكن تحقيق المحو بطرق متنوعة، منها حرق أطراف الأصابع، واستخدام الأحماض، وتقنيات متقدمة كالجراحة التجميلية . ^{[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]} قام جون ديلينجر بحرق أصابعه بالحمض، لكن البصمات المأخوذة أثناء اعتقال سابق وبعد وفاته ظلت متطابقة تقريبًا. ^{[ 115 ]}

يمكن التقاط بصمات الأصابع على شكل أنماط رسومية من التلال والوديان. ونظرًا لتفردها وثباتها، برزت بصمات الأصابع كأكثر المعرفات البيومترية استخدامًا في العقد الأول من الألفية الثانية. وقد طُوّرت أنظمة التحقق الآلي من بصمات الأصابع لتلبية احتياجات إنفاذ القانون ، وانتشر استخدامها على نطاق أوسع في التطبيقات المدنية. وعلى الرغم من انتشارها الواسع، ظل التحقق الآلي الموثوق من بصمات الأصابع يُمثل تحديًا، وخضع لبحوث مكثفة في سياق التعرف على الأنماط ومعالجة الصور . ويمكن إثبات تفرد بصمة الإصبع من خلال النمط العام للتلال والوديان، أو من خلال الانقطاعات المنطقية في التلال المعروفة باسم "التفاصيل الدقيقة" . وفي العقد الأول من الألفية الثانية، اعتُبرت خصائص التفاصيل الدقيقة أكثر خصائص بصمة الإصبع تمييزًا وموثوقية. ولذلك، أصبح التعرف على خصائص التفاصيل الدقيقة الأساس الأكثر شيوعًا للتحقق الآلي من بصمات الأصابع. وكانت أكثر خصائص التفاصيل الدقيقة استخدامًا في التحقق الآلي من بصمات الأصابع هي نهاية التلال وتشعبها. ^{[ 116 ]}

ميزات بصمة الإصبع

تشمل سمات حواف بصمات الأصابع، والتي تسمى التفاصيل الدقيقة ، ما يلي: ^{[ 118 ]}

• نهاية التلال: النهاية المفاجئة للتلال
• التشعب: نتوء واحد ينقسم إلى قسمين
• سلسلة جبال قصيرة أو مستقلة: سلسلة جبال تبدأ، وتمتد لمسافة قصيرة ثم تنتهي
• جزيرة أو نقطة: نتوء صغير منفرد داخل نتوء قصير أو نهاية نتوء غير متصلة بجميع النتوءات الأخرى
• بحيرة أو سلسلة جبال محصورة: سلسلة جبال واحدة تتفرع ثم تتحد بعد فترة وجيزة لتستمر كسلسلة جبال واحدة
• نتوء: تفرع ذو حافة قصيرة تتفرع من حافة أطول
• جسر أو معبر: سلسلة جبال قصيرة تمتد بين سلسلتين متوازيتين
• دلتا: ملتقى سلسلة جبال على شكل حرف Y
• النواة: دائرة في نمط التلال

مستشعر بصمة الإصبع هو جهاز إلكتروني يُستخدم لالتقاط صورة رقمية لبصمة الإصبع. تُسمى الصورة الملتقطة بالمسح المباشر. يُعالج هذا المسح رقميًا لإنشاء نموذج بيومتري (مجموعة من السمات المستخرجة ) يُخزن ويُستخدم للمطابقة. وقد استُخدمت تقنيات عديدة، منها البصرية ، والسعوية ، وترددات الراديو ، والحرارية، والمقاومة الانضغاطية ، والموجات فوق الصوتية ، والكهروإجهادية ، وأنظمة MEMS . ^{[ 119 ]}

• تستخدم الماسحات الضوئية كاميرا رقمية لالتقاط صورة مرئية لبصمة الإصبع.
• تستخدم الماسحات الضوئية السعوية أو CMOS المكثفات وبالتالي التيار الكهربائي لتكوين صورة لبصمة الإصبع.
• تستخدم ماسحات بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية موجات صوتية عالية التردد لاختراق الطبقة الخارجية (البشرة) من الجلد.
• تستشعر الماسحات الحرارية اختلافات درجة الحرارة على سطح التلامس، بين نتوءات بصمات الأصابع والوديان.

مصادقة تسجيل الدخول للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية

منذ عام 2000، استُخدمت قارئات بصمات الأصابع الإلكترونية كتطبيقات أمنية للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية . ويمكن استخدام ماسحات بصمات الأصابع للتحقق من هوية مستخدمي الحاسوب عند تسجيل الدخول . مع ذلك، تبيّن أن بعض المستشعرات الأقل تطورًا عُرضة لأساليب خداع بسيطة، مثل بصمات الأصابع المزيفة المصبوبة في مواد هلامية . في عام 2006، لاقت مستشعرات بصمات الأصابع رواجًا في سوق أجهزة الحاسوب المحمولة . وتعمل المستشعرات المدمجة في أجهزة الحاسوب المحمولة، مثل ThinkPad و VAIO و HP Pavilion و EliteBook وغيرها، أيضًا كأجهزة استشعار للحركة أثناء تصفح المستندات، تمامًا مثل عجلة التمرير . ^{[ 120 ]}

كانت موتورولا، مع هاتف أتريكس 4G عام 2011، وآبل مع هاتف آيفون 5S في 10 سبتمبر 2013، من أوائل شركات تصنيع الهواتف الذكية التي دمجت خاصية التعرف على بصمات الأصابع في هواتفها. وبعد شهر واحد، أطلقت شركة HTC هاتف ون ماكس ، الذي تضمن أيضاً خاصية التعرف على بصمات الأصابع. وفي أبريل 2014، أصدرت سامسونج هاتف جالاكسي إس 5 ، الذي دمج مستشعر بصمة الإصبع في زر الشاشة الرئيسية. ^{[ 121 ]}

بعد إطلاق هاتف آيفون 5S، أعلنت مجموعة من المخترقين الألمان في 21 سبتمبر/أيلول 2013 عن تمكنهم من تجاوز مستشعر بصمة الإصبع Touch ID الجديد من آبل، وذلك بتصوير بصمة إصبع من سطح زجاجي واستخدام الصورة الملتقطة للتحقق. وصرح المتحدث باسم المجموعة قائلاً: "نأمل أن يضع هذا حداً نهائياً للأوهام التي يحملها الناس حول القياسات الحيوية لبصمات الأصابع. من الحماقة استخدام شيء لا يمكن تغييره، وتتركه في كل مكان كل يوم، كرمز أمان." ^{[ 122 ]} في سبتمبر/أيلول 2015، أضافت آبل نسخة جديدة من ماسح بصمات الأصابع إلى زر الشاشة الرئيسية في هاتف آيفون 6S . وكان استخدام ماسح بصمة الإصبع Touch ID اختيارياً، ويمكن ضبطه لفتح الشاشة أو دفع ثمن مشتريات تطبيقات الهاتف . ^{[ 123 ]} ومنذ ديسمبر/كانون الأول 2015، تم طرح هواتف ذكية أرخص مزودة بخاصية التعرف على بصمات الأصابع، مثل هاتف UMI Fair الذي يبلغ سعره 100 دولار. ^{[ 121 ]} قدمت سامسونج مستشعرات بصمات الأصابع إلى هواتفها الذكية متوسطة المدى من سلسلة A في عام 2014. ^{[ 124 ]}

بحلول عام 2017، كانت شركات هيوليت باكارد ، وأسوس ، وهواوي ، ولينوفو ، وآبل تستخدم قارئات بصمات الأصابع في أجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة بها. ^{[ 125 ] [ 126 ] [ 127 ]} وتقول شركة سينابتكس إن مستشعر SecurePad متوفر الآن لمصنعي المعدات الأصلية لبدء دمجه في أجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة بهم. ^{[ 128 ]} وفي عام 2018، كشفت سينابتكس أن مستشعرات بصمات الأصابع المدمجة في الشاشة ستُستخدم في هاتف Vivo X21 UD الذكي الجديد. وكان هذا أول مستشعر بصمات أصابع يُنتج بكميات كبيرة ويُدمج في شاشة اللمس بالكامل، بدلاً من كونه مستشعرًا منفصلاً. ^{[ 129 ]}

تُستخدم خوارزميات المطابقة لمقارنة نماذج بصمات الأصابع المخزنة مسبقًا مع بصمات الأصابع المرشحة لأغراض المصادقة . وللقيام بذلك، يجب إما مقارنة الصورة الأصلية مباشرةً بالصورة المرشحة أو مقارنة سمات معينة. ^{[ 130 ]}

طوّرت بعض الحيوانات الأخرى بصمات فريدة خاصة بها، لا سيما تلك التي تتضمن حياتها التسلق أو الإمساك بالأشياء المبللة؛ وتشمل هذه العديد من الرئيسيات ، مثل الغوريلا والشمبانزي، والكوالا الأسترالية ، وأنواع الثدييات المائية مثل السمور الأمريكي الشمالي . ^{[ 132 ]} ووفقًا لإحدى الدراسات، حتى باستخدام المجهر الإلكتروني، قد يكون من الصعب جدًا التمييز بين بصمات أصابع الكوالا والإنسان. ^{[ 133 ]}

• الوسائط المتعلقة ببصمات الأصابع على ويكيميديا ​​كومنز
• "بصمة" . قاموس Merriam-Webster.com . Merriam-Webster. OCLC 1032680871 . 
• أبحاث البصمات لدى الإنتربول
• أبحاث وتقييم بصمات الأصابع في المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا.