當(dāng)一滴血跡、一縷發(fā)絲中的DNA（脫氧核糖核酸）密碼遇上人工智能的“神筆”，人類首次擁有了從基因序列直接描繪立體面容的“魔法”。

日前，中國科學(xué)院大學(xué)杭州高等研究院/上海交通大學(xué)陳洛南教授團(tuán)隊，聯(lián)合國內(nèi)外科研團(tuán)隊取得了一項重大突破——研發(fā)出Difface人工智能模型，能根據(jù)DNA序列直接生成3D人臉圖像。該研究成果于近日發(fā)表于國際頂刊《Advanced Science》（先進(jìn)科學(xué)），揭開了三維人臉重建技術(shù)的新篇章。這項被稱作“基因畫像師”的突破性成果，未來有望在刑偵破案、歷史人類學(xué)研究、個性化醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

這個科學(xué)“魔法”是如何實現(xiàn)的？記者了解到，Difface研究團(tuán)隊創(chuàng)造性地將預(yù)訓(xùn)練Transformer（一種人工智能模型架構(gòu)）與螺旋卷積技術(shù)結(jié)合，猶如為AI安裝上“空間基因解碼器”和“三維視覺建模儀”。

“就像用兩種不同的語言翻譯同一首詩。”陳洛南介紹，“Transformer擅長解讀DNA序列的深層語義，而螺旋卷積能精準(zhǔn)捕捉面部點云的幾何特征?！蓖ㄟ^對比學(xué)習(xí)將兩種模態(tài)特征映射到統(tǒng)一空間，再借助擴散模型的“畫筆”逐步細(xì)化，最終生成高精度三維人臉。

Difface還特別擅長抓取遺傳特征，譬如鼻根凹陷、鼻翼突出等面部細(xì)節(jié)，通過這項“黑科技”都可精準(zhǔn)還原。“這些部位就像基因?qū)懺谀樕系暮灻?。”陳洛南表示，有了Difface，DNA序列與3D人臉的精準(zhǔn)匹配度提升約12%，“即使在DNA數(shù)據(jù)稀缺情況下（研究人員隨機將DNA序列從90%逐步降低到10%），該模型仍可保持較高的生成精度?！?/p>

這意味著，“一枚殘缺指紋鎖定一個人”的刑偵神話，未來可能成為現(xiàn)實。

有意思的是，當(dāng)輸入年齡、性別和BMI等不同信息時，Difface還能上演“變臉戲法”。比如推演嫌疑人60歲時的滄桑容貌，或是還原20歲時的年少模樣。研究團(tuán)隊稱，該技術(shù)將為尋找失蹤兒童提供新思路——即使失蹤者現(xiàn)在已成年，也能通過童年DNA生成當(dāng)前樣貌。

不可見的遺傳密碼化作可視的生命圖譜，這項技術(shù)的應(yīng)用前景正引發(fā)各領(lǐng)域?qū)＜业臒崃矣懻?。在刑偵領(lǐng)域，它有望破解多年懸案，通過現(xiàn)場生物檢材重建嫌疑人面容；在人類學(xué)研究中，古人類DNA或?qū)⒅噩F(xiàn)祖先真容；在醫(yī)療美容領(lǐng)域，可實現(xiàn)基于基因的個性化容貌預(yù)測。