Làm thế nào để phân biệt được các cặp song sinh giống hệt nhau?

Các cặp song sinh cùng trứng thường có những đặc điểm giống hệt nhau, ngoài cha mẹ ra thì rất khó để người ngoài có thể phân biệt được. Các nghiên cứu cho thấy rằng con người có thể xác định các cặp song sinh này bằng cách sử dụng các đặc điểm không phải trên khuôn mặt như nốt ruồi, tàn nhang và sẹo để nhận dạng, thay vì so sánh các đặc điểm tiểu tiết như mắt, mũi hoặc miệng.

Những cặp song sinh giống nhau rất khó để phân biệt bằng các phương pháp nhận dạng thông thường

Hầu hết các smartphone ngày nay đều sử dụng một hệ thống nhận dạng khuôn mặt đáng tin cậy được nhúng bên trong nó. Tuy nhiên, ngay cả những hệ thống nhận dạng khuôn mặt nhân tạo 'thông minh nhất' cũng gặp khó khăn khi nhận dạng một người nếu họ bắt đầu đeo kính hoặc thay đổi kiểu tóc. Nếu so với một em bé 2 tuổi có thể nhận dạng khuôn mặt của người mẹ một cách nhất quán, bất kể quần áo hay mái tóc của người mẹ thay đổi như thế nào thì những hệ thống nhận dạng này khá nhạt nhòa. Cũng bởi một số hạn chế như vậy mà tính năng nhận dạng khuôn mặt trở thành một chủ đề thu hút sự quan tâm của những người phát triển hệ thống trí tuệ nhân tạo.

Một trong những câu hỏi "hóc búa" nhất trong lĩnh vực tìm hiểu nhận dạng khuôn mặt con người đó là làm sao để phân biệt được những cặp song sinh giống hệt nhau, bởi họ có cùng vật chất di truyền và thậm chí những phương pháp nhận dạng cá nhân truyền thống, chẳng hạn như xét nghiệm ADN hoặc xét nghiệm máu không thể phân biệt được.

Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng mở khóa những bí ẩn xung quanh vấn đề này, nó không chỉ hỗ trợ chúng ta phát triển các kỹ thuật sinh trắc học giúp phân biệt các cặp song sinh giống hệt nhau, mà còn cụ thế hóa các thuật toán nhận dạng cũng như hạn chế tối đa việc xảy ra lỗi khi xác định một ai đó.

Cách thức hoạt động của khả năng nhận dạng khuôn mặt trong não bộ

Để phân biệt các cặp song sinh giống nhau, trước hết chúng ta nên tìm hiểu sơ qua về cách thức hoạt động của việc nhận dạng khuôn mặt. Các bộ phận điều khiển hoạt động thị giác trong não của chúng ta được biết là chuyên nhận dạng khuôn mặt người. Các tế bào thần kinh trong khu vực này hoạt động chuyên về kiểu xử lý tổng thể, xác định toàn bộ khuôn mặt, bên cạnh việc xác định các đặc điểm khuôn mặt riêng biệt để sau đó tập hợp các thông tin nhận dạng khuôn mặt. Vùng tế bào này nằm ở phần dưới của thùy thái dương (thùy ngay sau tai của bạn), được đặt tên một cách khéo léo là “Fusiform face area” (vùng nhận dạng mặt).

Để biết được điều này, các nhà khoa học đã thực hiện quét qua bộ não của một người khi họ xem xét các vật thể ngẫu nhiên so với khuôn mặt thật, thì các tế bào thần kinh khu vực này chỉ kích hoạt một cách có chọn lọc đối với khuôn mặt, chứng tỏ khả năng chuyên môn hóa rất cao. Những thí nghiệm gần đây ở những người mù bẩm sinh cũng cho thấy họ cũng có những trải nghiệm "ngoài thị giác" để phát triển cách thức nhận dạng này.

Người dùng bằng cách chạm tay cũng có thể nhận dạng được khuôn mặt, tương tự với việc quan sát ở những người bình thường. Chính phát hiện thú vị này đã "cách mạng hóa" sự hiểu biết của chúng ta về khả năng nhận dạng khuôn mặt con người, phủ nhận ý tưởng cho rằng vùng não này vốn chỉ điều khiển thị giác.

Theo truyền thống, mặc dù việc nhận dạng khuôn mặt được xử lý hoàn toàn bởi vùng Fusiform face area, nhưng nhiều nghiên cứu gần đây đã làm thay đổi ý tưởng được cho là "bảo thủ" này. Thực tế thì vùng nhận dạng khuôn mặt không phải đến từ một khu vực riêng lẻ mà là cả một mạng lưới phân cấp của một số vùng não. Điều này bao gồm cả vùng não nhận dạng cảm xúc và nét mặt để giải mã ý nghĩa, nhớ lại những thông tin sau đó liên kết với khuôn mặt quen thuộc, tìm hiểu những đặc điểm của khuôn mặt mới hay nhận dạng những khuôn mặt cũ. Do vậy, nhận dạng khuôn mặt ở người được hiểu là chứa đựng nhiều bí ẩn và hoạt động phức tạp hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Và với sự phức tạp vốn có như vậy, việc chúng ta có thể nhận dạng khuôn mặt một cách chính xác đến chi tiết, ngay cả giữa các cặp song sinh giống hệt nhau là không có gì bất ngờ.

Chúng ta hoàn toàn có thể phân biệt được các cặp song sinh giống hệt nhau

Các nhà khoa học vẫn chưa đủ tin tưởng rằng con người có khả năng đáng tin cậy để phân biệt giữa các cặp song sinh giống hệt nhau. Câu hỏi đầu tiên mà họ đang cố gắng trả lời là điều chúng ta có giỏi trong việc nhận dạng và phân biệt các cặp song sinh giống nhau hay không, và nếu có thì bằng cách nào?

Trong một nghiên cứu vào năm 2011, các nhà khoa học đã đưa ra một cặp khuôn mặt người để hỏi một nhóm người tham gia xem liệu họ có thể khẳng định được đó là cùng một người hay là một cặp sinh đôi giống nhau hay không. Những người này sẽ trả lời dựa trên thang điểm về độ chắc chắn và sau khi hoàn thành nhiệm vụ, họ cũng được hỏi là điều gì giúp họ đưa ra quyết định như vậy.

Kết quả của nghiên cứu cũng khiến các nhà khoa học bất ngờ, những người tham gia đã phản hồi rất chính xác trong việc phân biệt giữa các cặp song sinh giống hệt nhau. Họ nói rằng đã sử dụng các dấu hiệu như nốt ruồi, vết sẹo và tàn nhang, còn những người khác so sánh các đặc điểm trên khuôn mặt, chẳng hạn như mắt, mũi và môi cho thấy độ chính xác thấp hơn.

Một phát hiện quan trọng khác của nghiên cứu là khi không bị giới hạn thời gian để đưa ra câu trả lời, những người tham gia có thể phân biệt các cặp song sinh chính xác hơn. Điều đó cho thấy nếu có thêm thời gian, con người có thể tìm ra được những khác biệt nhỏ về các đặc điểm trên khuôn mặt để đưa ra quyết định chính xác trong việc nhận dạng khuôn mặt của các cặp song sinh.

Như vậy, chỉ cần có thời gian và những dấu hiệu đặc biệt, chắc chắn con người có thể phân biệt được các cặp song sinh giống nhau.

Chính những cặp song sinh cũng gặp rắc rối trong việc nhận diện... chính họ

Chúng ta có thể đang nghĩ rằng làm thế nào để phân biệt những cặp song sinh thì tốt nhất là nên hỏi chính họ. Bất ngờ là trong một nghiên cứu gần đây về về khả năng nhận diện khuôn mặt của các cặp song sinh giống hệt nhau thì chính "người trong cuộc" cũng gặp rắc rối. Đặc biệt các cặp sinh đôi cùng trứng cho thấy họ không có nhiều lợi thế trong việc phân biệt khuôn mặt của họ với khuôn mặt của người song sinh của mình.

Những người bình thường đều có khả năng nhất định khi nhận dạng và phân biệt khuôn mặt của họ so với khuôn mặt của người khác, nhưng chính các cặp song sinh giống hệt nhau lại thiếu đi điều này. Điều thú vị là chính niềm tin của các cặp song sinh về sự giống nhau của mình với người còn lại đã quyết định đến khả năng nhận dạng của họ, hay nói cách khác là lấy đi của họ "lợi thế về bản thân." Điều này cũng có nghĩa rằng nếu các cặp song sinh càng có niềm tin rằng họ ít giống nhau thì sẽ thể hiện được lợi thế này khi nhận dạng khuôn mặt của chính họ.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng báo cáo về mối liên hệ giữa sự gắn bó về tâm lý của các cặp song sinh và khả năng tự nhận diện khuôn mặt của họ. Đó chính là mối quan hệ ràng buộc giữa tâm lý, niềm tin và khả năng nhận dạng khuôn mặt của chúng ta.

Việc nghiên cứu cách chúng ta nhận ra các cặp song sinh giống hệt nhau rất được các nhà khoa học quan tâm vì nó sẽ hỗ trợ con người phát triển các thuật toán nhận dạng khuôn mặt cực kỳ chính xác cho mục đích sinh trắc học.