La mattina del 22 marzo, 1915, residenti della cittadina di West Shelby, New York, svegliato da una scena orribile. Una donna vestita solo di una camicia da notte insanguinata giaceva colpita a morte nella neve sulla soglia di un bracciante immigrato, Charles Stielow. Attraversare la strada, nella fattoria dove Stielow aveva da poco iniziato a lavorare e dove la defunta aveva tenuto casa, L'agricoltore di 70 anni Charles Phelps è stato trovato colpito da arma da fuoco e privo di sensi. Morì poche ore dopo.

Dopo aver scoperto che Stielow ha mentito quando ha detto agli investigatori di non possedere una pistola, la polizia lo ha arrestato il 21 agosto, 1915. Durante il processo di Stielow, un autoproclamato criminologo, Alberto Hamilton, ha testimoniato che le nove protuberanze che ha detto di aver trovato all'interno della canna del revolver calibro .22 di Stielow corrispondevano ai nove graffi che aveva identificato sugli stessi proiettili calibro sulla scena del crimine. Sebbene Hamilton non abbia mai mostrato le sue prove alla giuria, dichiarando che i risultati erano così tecnici che potevano essere individuati solo da un esperto, Stielow è stato riconosciuto colpevole di omicidio di primo grado. È stato condannato a morte sulla sedia elettrica e inviato alla prigione di Sing Sing in attesa dell'esecuzione.

Diverse persone che hanno familiarità con il caso, compreso il vicedirettore di Sing Sing, si convinse che Stielow era innocente e che la sua confessione conteneva parole che il bracciante, chi ha avuto problemi mentali, non avrebbe potuto capire figuriamoci pronunciato. Solo una settimana prima che Stielow fosse fulminato l'11 dicembre. 1916, il governatore di New York ha chiesto una nuova indagine. Un esperto di armi da fuoco del dipartimento di polizia di New York ha confrontato i proiettili della scena del delitto con quelli sparati di prova dalla pistola di Stielow. Anche a occhio, i segni sulle due serie di proiettili non sembravano simili ma per essere certi, l'ottico Max Poser li ha studiati al microscopio. I proiettili sulla scena del delitto non possono essere stati sparati dalla pistola di Stielow, ha dichiarato.

L'analisi di Poser non solo ha liberato Stielow, ha fatto la storia come uno dei primi esempi di applicazione delle moderne tecniche forensi per identificare le armi da fuoco.

Oggi, gli scienziati forensi usano ancora un tipo di microscopio, sviluppato e perfezionato da due colleghi di Poser negli anni '20, per esaminare proiettili o bossoli sulla scena del crimine, i cilindri di metallo che contengono la polvere e i proiettili prima che vengano sparati. Conosciuto come microscopio comparativo, il dispositivo è costituito da due microscopi collegati da un ponte ottico.

Lo schermo diviso del microscopio consente un confronto fianco a fianco dei minuscoli segni di graffio, o striature, su proiettili o bossoli trovati sulla scena del crimine con i segni sui proiettili o sui bossoli sparati da una particolare pistola. Queste striature vengono impartite ai proiettili mentre si spingono attraverso gli avvolgimenti a spirale, chiamato rigatura, giù una canna di fucile ad alta velocità e pressione.

L'esaminatore delle armi da fuoco regola la posizione del proiettile sparato fino a quando le sue striature corrispondono meglio a quelle del proiettile sulla scena del crimine. In questo modo, l'esaminatore può fornire la sua opinione peritale sul fatto che i proiettili sulla scena del crimine provenissero dalla stessa pistola che è stata sparata di prova.

Il metodo è molto efficace, ma i risultati del confronto sono soggettivi, dipende dalla competenza dell'esaminatore. Il confronto visivo non consente all'esperto di armi da fuoco di quantificare oggettivamente il livello di incertezza nel confronto. Per esempio, qual è la probabilità di ottenere il risultato del confronto se i proiettili provenivano effettivamente dalla stessa arma da fuoco o da armi da fuoco diverse? I tribunali ora preferiscono tali informazioni statistiche, che è, Per esempio, fornite di routine dagli esperti del DNA quando testimoniano su prove genetiche.

L'anno scorso, Gli scienziati del NIST hanno presentato in anteprima un metodo di confronto basato su computer in grado di fornire queste informazioni numeriche. L'algoritmo, noti come segmenti di profilo corrispondenti congruenti (CMPS), si basa su mappe 3D dettagliate.

"Gli esperti di armi da fuoco sono in realtà abbastanza bravi a fare confronti, quindi non si tratta di sostituire il giudizio umano con un algoritmo informatico, " ha osservato lo scienziato del NIST Robert Thompson, un membro del team NIST. "L'algoritmo fornisce un modo per valutare matematicamente l'affidabilità dei risultati dell'esperto".

In modo cruciale, invece di confrontare la mappa complessiva, o profilo, di un proiettile all'altro, l'algoritmo prima divide il profilo di ogni proiettile sulla scena del crimine in minuscoli, segmenti non sovrapposti. Quindi, cerca di vedere se qualcuno dei singoli segmenti corrisponde a qualsiasi sezione di un proiettile sparato di prova.

La segmentazione è una caratteristica importante perché i proiettili sulla scena del crimine di solito si deformano o si frammentano dopo essere rimbalzati su una superficie solida o decelerando rapidamente nel corpo umano. Come conseguenza, le striature di rigatura possono essere cancellate, ampliato o spostato in posizione. Confrontare l'intero profilo di un proiettile così deformato con i segni incontaminati di un proiettile sparato in un serbatoio d'acqua può indicare una bassa probabilità di corrispondenza, anche se i proiettili potrebbero essere stati sparati dalla stessa pistola. La ricerca di elementi corrispondenti segmento per segmento fornisce un modo molto più accurato di confrontare la scena del crimine e i proiettili di prova.

Prima che il team applicasse il proprio metodo di confronto, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di ricostruzione delle immagini per "raddrizzare" e visualizzare come segni di graffi paralleli che erano diventati distorti o inclinati quando i proiettili si deformavano. Ma anche dopo che i segni sui proiettili sulla scena del crimine sono stati raddrizzati, potrebbero non allinearsi con la posizione di segni simili sui proiettili di prova. È qui che entra in gioco CMPS, afferma lo scienziato PML Johannes Soons. L'algoritmo prende una piccola sezione dei segni sul proiettile deformato e cerca qualsiasi punto sui proiettili di prova che possa dimostrare una corrispondenza. Il software quindi valuta quanti segmenti sono stati trovati in una posizione corretta rispetto ai segni sul proiettile sparato di prova. Il metodo si basa su un vecchio algoritmo, sviluppato dallo scienziato PML John Song, che confronta i segni di arma da fuoco impressi sui bossoli.

Nello studio iniziale che il team guidato dal NIST ha riportato lo scorso dicembre su Forensic Science International, gli scienziati hanno utilizzato solo il metodo CMPS per confrontare i proiettili non deformati sparati da pistole note. La squadra ha sparato 35 proiettili Luger da 9 mm in un serbatoio d'acqua da 10 canne di fucile prodotte consecutivamente.

Ogni canna nello studio ha impresso segni di graffi sui proiettili. I ricercatori hanno scoperto che il CMPS ha determinato in modo più accurato l'origine di ciascun proiettile rispetto a un metodo di confronto che non divideva i segni del proiettile in segmenti.

Nell'ultimo studio del team, pubblicato nel gennaio Forensic Science International, i ricercatori hanno utilizzato per la prima volta il metodo CMPS per esaminare i proiettili deformati. La squadra ha sparato 57 proiettili con vari gradi di frammentazione dalla stessa pistola da 9 mm in un serbatoio d'acqua. Per creare frammenti di proiettile con vari gradi di deformazione, i ricercatori hanno puntato la pistola con una leggera angolazione, in modo che i proiettili colpissero i lati di un tubo d'acciaio di grosso spessore posto davanti al serbatoio dell'acqua invece di sparare direttamente nell'acqua.

Il team ha condotto due tipi di test utilizzando il software di ricostruzione dell'immagine e l'algoritmo CMPS. I ricercatori hanno confrontato i segni gravemente distorti sui proiettili con quelli impressi su proiettili di riferimento quasi incontaminati sparati direttamente nel serbatoio dell'acqua. Hanno anche confrontato i proiettili deformati prima e dopo la ricostruzione dell'immagine che ha raddrizzato i segni distorti. Gli scienziati hanno scoperto che insieme, la ricostruzione dell'immagine e il CMPS hanno notevolmente migliorato la capacità di abbinare i segni sui proiettili deformati tra loro e con i proiettili incontaminati.

Il team sta ora pianificando di condurre ulteriori studi per testare il metodo CMPS. Con la libertà - e forse la vita - di un imputato in bilico, questi studi sono fondamentali per determinare se e quando il CMPS può essere regolarmente incorporato nell'analisi e nella testimonianza di esperti di armi da fuoco, dice Presto.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione del NIST. Leggi la storia originale qui.