Op de ochtend van 22 maart 1915, inwoners van het kleine stadje West Shelby, New York, ontwaakte met een afschuwelijk tafereel. Een vrouw, alleen gekleed in een bebloed nachtjapon, lag doodgeschoten in de sneeuw voor de deur van een immigrantenknecht, Charles Stilow. Aan de overkant, in de boerderij waar Stielow onlangs was begonnen met werken en waar de dode vrouw het huis had gehouden, De 70-jarige boer Charles Phelps werd doodgeschoten en bewusteloos aangetroffen. Hij stierf een paar uur later.

Nadat hij ontdekte dat Stielow loog toen hij de onderzoekers vertelde dat hij geen wapen had, de politie arresteerde hem op 21 augustus, 1915. Tijdens het proces van Stielow, een zelfverklaarde criminoloog, Albert Hamilton, getuigde dat de negen hobbels die hij zei te vinden in de loop van Stielow's .22 kaliber revolver overeenkwam met de negen krassen die hij had gevonden op dezelfde kaliber kogels op de plaats delict. Hoewel Hamilton zijn bewijs nooit aan de jury heeft getoond, verklaren dat de bevindingen zo technisch waren dat ze alleen door een deskundige konden worden onderscheiden, Stielow werd schuldig bevonden aan moord met voorbedachten rade. Hij werd ter dood veroordeeld in de elektrische stoel en naar de Sing Sing-gevangenis gestuurd om te wachten op zijn executie.

Verschillende mensen die bekend zijn met de zaak, inclusief de plaatsvervangend directeur van Sing Sing, raakte ervan overtuigd dat Stielow onschuldig was en dat zijn bekentenis woorden bevatte die de boerenknecht, die geestelijk gehandicapt was, niet had kunnen begrijpen, laat staan ​​uitspreken. Slechts een week voordat Stielow op 11 december geëlektrocuteerd zou worden, 1916, de gouverneur van New York riep op tot een nieuw onderzoek. Een vuurwapenexpert van de politie van New York City vergeleek de kogels van de plaats delict met die van Stielows pistool. Zelfs met het oog, de markeringen op de twee sets kogels leken niet op elkaar, maar om zeker te zijn, opticien Max Poser bestudeerde ze onder de microscoop. De kogels van de plaats delict kunnen niet zijn afgevuurd met Stielow's pistool, verklaarde hij.

De analyse van Poser maakte Stielow niet alleen vrij, het maakte geschiedenis als een van de eerste voorbeelden van het toepassen van moderne forensische technieken om vuurwapens te identificeren.

Vandaag, forensische wetenschappers gebruiken nog steeds een soort microscoop, ontwikkeld en geperfectioneerd door twee collega's van Poser in de jaren 1920, om kogels of patroonhulzen op een plaats delict te onderzoeken - de metalen cilinders die het kruit en de kogels vasthouden voordat ze worden afgevuurd. Bekend als een vergelijkingsmicroscoop, het apparaat bestaat uit twee microscopen die zijn verbonden door een optische brug.

Het gesplitste scherm van de microscoop zorgt voor een zij-aan-zij vergelijking van de minuscule krasjes, of strepen, op kogels of patroonhulzen gevonden op de plaats delict met de markeringen op kogels of hulzen die met een bepaald pistool zijn afgevuurd. Deze strepen worden aangebracht op kogels terwijl ze door de spiraalvormige windingen persen, genaamd geweer, met hoge snelheid en druk door een geweerloop.

De vuurwapenonderzoeker past de positie van de testkogel aan totdat de strepen het best overeenkomen met die op de plaats delictkogel. Op deze manier, de examinator kan haar deskundige mening geven over de vraag of de kogels op de plaats delict afkomstig zijn van hetzelfde pistool dat als test is afgevuurd.

De methode is zeer succesvol, maar de vergelijkingsresultaten zijn subjectief, afhankelijk van de expertise van de examinator. De visuele vergelijking stelt de vuurwapendeskundige niet in staat om de mate van onzekerheid in de vergelijking objectief te kwantificeren. Bijvoorbeeld, hoe groot is de kans dat het vergelijkingsresultaat wordt verkregen als de kogels in feite afkomstig zijn van hetzelfde vuurwapen of van verschillende vuurwapens? Rechtbanken geven nu de voorkeur aan dergelijke statistische informatie, dat wil zeggen, bijvoorbeeld, routinematig verstrekt door DNA-experts wanneer ze getuigen over genetisch bewijs.

Vorig jaar, NIST-wetenschappers hebben een computergebaseerde vergelijkingsmethode geïntroduceerd die deze numerieke informatie kan verschaffen. Het algoritme, bekend als congruente bijpassende profielsegmenten (CMPS), vertrouwt op gedetailleerde 3D-kaarten.

"Vuurwapenexperts zijn eigenlijk best goed in het maken van vergelijkingen, dus het gaat er niet om het menselijk oordeel te vervangen door een computeralgoritme, " merkte NIST-wetenschapper Robert Thompson op, een lid van het NIST-team. "Het algoritme biedt een manier om de betrouwbaarheid van de bevindingen van de expert wiskundig te beoordelen."

Cruciaal, in plaats van de algemene kaart te vergelijken, of profiel, van de ene kogel naar de andere, het algoritme verdeelt eerst het profiel van elke kogel op de plaats delict in kleine, niet-overlappende segmenten. Vervolgens, het kijkt of een van de afzonderlijke segmenten overeenkomt met een deel van een test-afgevuurde kogel.

De segmentatie is een belangrijk kenmerk omdat kogels op een plaats delict gewoonlijk vervormen of fragmenteren nadat ze van een vast oppervlak afketsen of snel vertragen in het menselijk lichaam. Als gevolg hiervan, schroefdraadstrepen kunnen worden gewist, uitgebreid of verschoven. Het vergelijken van het volledige profiel van zo'n vervormde kogel met de ongerepte markeringen van een kogel die in een watertank is afgevuurd, kan wijzen op een kleine kans op een lucifer, ook al zijn de kogels mogelijk door hetzelfde pistool geschoten. Door segment voor segment naar overeenkomende functies te zoeken, kunt u veel nauwkeuriger de plaats delict en testkogels vergelijken.

Voordat het team hun vergelijkingsmethode toepast, de onderzoekers gebruikten beeldreconstructietechnieken om "recht te trekken" en weer te geven als parallelle krastekens die vervormd of schuin waren geworden toen de kogels vervormden. Maar zelfs nadat de markeringen op de plaats delict zijn rechtgetrokken, ze mogen niet overeenkomen met de positie van soortgelijke markeringen op de testkogels. Dat is waar CMPS om de hoek komt kijken, zegt PML-wetenschapper Johannes Soons. Het algoritme neemt een klein deel van de markeringen op de vervormde kogel en zoekt naar elke plaats op de testkogels die een overeenkomst kan blijken te zijn. De software evalueert vervolgens hoeveel segmenten zijn gevonden op een juiste positie ten opzichte van de markeringen op de test-afgeschoten kogel. De methode bouwt voort op een ouder algoritme, ontwikkeld door PML-wetenschapper John Song, dat geïmponeerde vuurwapenmarkeringen op patroonhulzen vergelijkt.

In de eerste studie die het NIST-geleide team afgelopen december rapporteerde in Forensic Science International, de wetenschappers gebruikten alleen de CMPS-methode om niet-vervormde kogels te vergelijken die werden afgevuurd met bekende wapens. Het team schoot 35 Luger-kogels van 9 mm in een watertank uit 10 kanonslopen die achtereenvolgens waren vervaardigd.

Elke loop in de studie drukte krassen op de kogels. De onderzoekers ontdekten dat CMPS de oorsprong van elke kogel nauwkeuriger bepaalde dan een vergelijkingsmethode die de kogelmarkeringen niet in segmenten verdeelde.

In de nieuwste studie van het team, gepubliceerd in de Forensic Science International van januari, de onderzoekers gebruikten voor het eerst de CMPS-methode om vervormde kogels te onderzoeken. Het team vuurde 57 kogels met verschillende mate van fragmentatie uit hetzelfde 9 mm-pistool in een watertank. Om kogelfragmenten te maken met verschillende mate van vervorming, de onderzoekers richtten het pistool in een kleine hoek, zodat de kogels de zijkanten van een zware stalen buis raakten die voor de watertank was geplaatst in plaats van recht in het water te schieten.

Het team voerde twee soorten tests uit met behulp van de beeldreconstructiesoftware en het CMPS-algoritme. De onderzoekers vergeleken ernstig vervormde markeringen op kogels met die op vrijwel ongerepte referentiekogels die rechtstreeks in de watertank zijn geschoten. Ze vergeleken ook vervormde kogels voor en na beeldreconstructie die de vervormde markeringen rechtzetten. De wetenschappers ontdekten dat samen, beeldreconstructie en CMPS verbeterden aanzienlijk de mogelijkheid om de markeringen op vervormde kogels met elkaar en met de ongerepte kogels te matchen.

Het team is nu van plan om verdere studies uit te voeren om de CMPS-methode te testen. Met de vrijheid - en misschien het leven - van een verdachte op het spel, deze studies zijn van cruciaal belang om te bepalen of - en wanneer - CMPS routinematig kan worden opgenomen in de analyse en getuigenissen van vuurwapenexperts, zegt Soons.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NIST. Lees hier het originele verhaal.