ABOUT THE SPEAKER
Simona Francese - Analytical chemist
Simona Francese is a chemist by training who is passionate about forensics.

Why you should listen

Simona Francese is a Professor of Forensic and Bioanalytical Mass Spectrometry at Sheffield Hallam University in the UK. As she writes: "I have been fascinated by forensics since I was 17, and I was determined to pursue an educational route that eventually would enable me to contribute to secure societies. As always in life, nothing is straightforward. I enrolled in the chemistry course because it was the closest degree at the time that could lead me to where I wanted to be. I ended up doing a PhD and post-doctorate fellowships working with viruses and diseases. But I was always focused on my ultimate objective, and throughout I developed a strong expertise in mass spectrometry, which is an extremely versatile analytical technique. This was crucial.

"When I obtained my first lectureship, I had the freedom to build my own research, and I used mass spectrometry imaging to develop ways to profile individuals from their fingermarks, thus helping police with their investigations. What has the suspect been handling? What is their lifestyle? What did he do prior to or while committing the crime? These are some of the questions that the developed technology can answer, and we are working on providing additional information -- for example, on the pathological or pharmacological state of the individual, just from looking at their fingermark! A fantastic achievement for me, but the best accomplishment was keeping the focus for 14 years and remaining determined to finally be able to do what I have always been so passionate about."

More profile about the speaker
Simona Francese | Speaker | TED.com
TED2018

Simona Francese: Your fingerprints reveal more than you think

Simona Francese: Nossas impressões digitais revelam mais do que imaginamos

Filmed:
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Nossas impressões digitais são o que nos tornam únicos, mas também guardam um mundo de informações escondidas em moléculas que revelam nossas ações, estilo de vida e rotina. Nesta palestra fascinante, a química Simona Francese explica como ela estuda esses traços microscópicos utilizando a espectrometria de massa, uma tecnologia que analisa as impressões digitais em detalhes antes impossíveis, e demonstra como essa técnica forense de ponta pode ajudar a polícia a prender criminosos.
- Analytical chemist
Simona Francese is a chemist by training who is passionate about forensics. Full bio

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00:12
Do you ever stop and think,
during a romantic dinner,
0
972
4886
Você já parou pra pensar,
durante um jantar romântico:
00:17
"I've just left my fingerprints
all over my wine glass."
1
5882
2892
"Acabo de deixar minhas digitais
na taça de vinho inteira"?
00:20
(Laughter)
2
8798
1001
(Risos)
00:21
Or do you ever worry,
when you visit a friend,
3
9823
2845
Ou será que você se preocupa,
ao visitar a casa de um amigo,
00:24
about leaving a little piece of you behind
on every surface that you touch?
4
12692
4478
com os pedacinhos seus que você deixa
em cada superfície em toca?
00:30
And even this evening,
5
18009
1334
Até mesmo esta noite,
00:31
have you paid any attention
to sit without touching anything?
6
19367
3856
você tentou se sentar sem tocar em nada?
Você não é o único a não fazer isso.
00:36
Well, you're not alone.
7
24148
1587
00:37
Thankfully, criminals underestimate
the power of fingerprints, too.
8
25759
4245
Felizmente, os criminosos também
subestimam o poder das digitais.
00:42
And I'm not just talking about
the twisted parting of lines
9
30792
3329
E não estou me referindo apenas
à combinação de linhas torcidas
00:46
that make our fingerprint unique.
10
34145
3108
que torna nossas digitais únicas.
00:49
I'm talking about
an entire world of information
11
37277
4295
Estou me referindo ao mundo de informações
00:53
hiding in a small, often invisible thing.
12
41596
3664
escondidas em algo pequeno
e geralmente invisível.
Na verdade, as impressões digitais
são feitas de moléculas
00:57
In fact, fingerprints
are made up of molecules
13
45718
2686
01:00
that belong to three classes:
14
48428
1743
pertencentes a três classes:
01:02
sweat molecules that we all produce
in very different amounts ...
15
50195
4802
moléculas de suor que produzimos
em quantidades bem distintas,
01:07
molecules that we introduce into our body
and then we sweat out
16
55021
4431
moléculas que introduzimos em nosso corpo
e depois expelimos através do suor
01:11
and molecules that we may contaminate
our fingertips with
17
59476
3564
e moléculas com as quais
talvez contaminemos nossas digitais
01:15
when we come across substances
like blood, paint, grease,
18
63064
3691
quando interagimos com substâncias
como sangue, tinta, gordura,
01:18
but also invisible substances.
19
66779
1957
mas também substâncias invisíveis.
01:21
And molecules are
the storytellers of who we are
20
69326
4913
E as moléculas são reveladoras
de quem nós somos
01:26
and what we've been up to.
21
74263
1630
e o que andamos fazendo.
01:28
We just need to have
the right technology to make them talk.
22
76492
5018
Só precisamos da tecnologia certa
para fazê-las falarem.
01:34
So let me take you on a journey
of unthinkable capabilities.
23
82006
5165
Então, vou levar vocês numa jornada
de possibilidades inimagináveis.
01:42
Katie has been raped
24
90528
2079
Katie foi estuprada
01:45
and her lifeless body has been found
in the woods three days later,
25
93762
4576
e seu corpo foi encontrado
numa floresta três dias depois,
01:50
after her disappearance.
26
98362
1500
após seu desaparecimento.
01:52
The police is targeting three suspects,
27
100577
2510
A polícia chegou a três suspeitos,
01:55
having narrowed down
the search from over 20 men
28
103111
3903
a partir de mais de 20 homens investigados
01:59
who had been seen
in that area on the same day.
29
107038
2657
que haviam sido vistos naquela área
naquele mesmo dia.
A única evidência do crime são duas
digitais pouco nítidas e sobrepostas
02:02
The only piece of evidence
30
110914
1807
02:04
is two very faint,
overlapping fingerprints
31
112745
4630
02:09
on the tape that was found
wrapped around Katie's neck.
32
117399
3618
na fita que foi encontrada
em volta do pescoço de Katie.
02:13
Often, faint and overlapping fingerprints
cannot help the police
33
121912
4636
Geralmente, digitais pouco nítidas
e sobrepostas não ajudam a polícia
02:18
to make an identification.
34
126572
1943
na identificação do criminoso.
02:20
And until recently,
this might have been the end of the road,
35
128539
4350
E, até recentemente,
esse seria o fim da investigação,
02:25
but this is where
we can make the difference.
36
133886
2226
mas é aí que podemos fazer a diferença.
02:29
The tape is sent to our labs,
37
137109
2755
A fita é enviada ao nosso laboratório,
02:31
where we're asked to use
our cutting-edge technology
38
139888
2960
onde usamos nossa tecnologia de ponta
para auxiliar na investigação.
02:34
to help with the investigation.
39
142872
1860
02:38
And here, we use an existing form
40
146032
2587
Aqui, usamos uma forma já existente
de tecnologia de imagem
de espectrometria de massa
02:40
of mass spectrometry imaging technology
41
148643
4660
02:45
that we have further developed and adapted
42
153327
2563
que melhoramos e adaptamos
02:47
specifically for the molecular and imaging
analysis of fingerprints.
43
155914
5250
especificamente para a análise molecular
e de imagem das impressões digitais.
02:53
In essence, we fire
a UV laser at the print,
44
161936
3985
Basicamente, lançamos
um raio UV na digital
02:57
and we cause the desorption
of the molecules from the print,
45
165945
3857
e causamos a dessorção
das moléculas da digital,
03:01
ready to be captured
by the mass spectrometer.
46
169826
2875
que é então capturada
pelo espectrômetro de massa.
03:05
Mass spectrometry measures
the weight of the molecules --
47
173708
3301
A espectrometria de massa mensura
o peso das moléculas,
03:09
or as we say, the mass --
48
177033
2294
ou, como dizemos, a massa,
03:11
and those numbers that you see there,
they indicate that mass.
49
179351
4518
e esses números que vemos ali
indicam essa massa.
03:15
But more crucially,
50
183893
1638
Mas o mais importante é que eles indicam
quais são essas moléculas:
03:17
they indicate who those molecules are --
51
185555
4455
03:22
whether I'm seeing paracetamol
52
190034
2117
se estamos vendo paracetamol
03:24
or something more sinister,
forensically speaking.
53
192175
3625
ou algo mais suspeito,
falando em termos forenses.
03:28
We applied this technology
to the evidence that we have
54
196734
3016
Aplicamos essa tecnologia
à evidência que temos
03:31
and we found the presence
of condom lubricants.
55
199774
3828
e detectamos a presença
de lubrificante de preservativo.
03:36
In fact, we've developed protocols
that enable us to even suggest
56
204337
4628
Na verdade, desenvolvemos protocolos
que nos permitem até mesmo sugerir
03:40
what brand of condom might have been used.
57
208989
3293
qual marca de preservativo
pode ter sido utilizada no estupro.
03:45
So we pass this information to the police,
58
213097
2087
Então, passamos essa informação à polícia,
03:47
who, meanwhile,
have obtained a search warrant
59
215208
3406
que, nesse meio tempo,
já obteve um mandado de busca
03:50
and they found the same brand
of condom in Dalton's premises.
60
218638
5952
e encontrou a mesma marca de preservativo
na residência de Dalton.
03:57
And with Dalton and Thomson
also having records for sexual assaults,
61
225199
5428
Como ambos Dalton e Thomson
já possuem histórico de agressão sexual,
04:02
then it is Chapman that may become
the less likely suspect.
62
230651
4698
Chapman acaba se tornando
o suspeito menos provável.
04:08
But is this information
enough to make an arrest?
63
236028
3039
Mas será que essa informação
é suficiente para uma detenção?
04:11
Of course not,
64
239533
1151
Claro que não.
04:12
and we are asked to delve deeper
with our investigation.
65
240708
2730
Precisamos ir mais fundo
em nossa investigação.
04:16
So we found out, also, the presence
of other two very interesting molecules.
66
244225
4735
Então, descobrimos a presença de outras
duas moléculas muito interessantes.
04:21
One is an antidepressant,
67
249609
2444
Uma é um antidepressivo,
04:24
and one is a very special molecule.
68
252077
2022
e a outra é uma molécula muito especial
04:26
It only forms in your body
69
254123
2125
que só se forma em nosso corpo
04:28
if you drink alcohol
and consume cocaine at the same time.
70
256272
4034
quando ingerimos bebida alcoólica
e cocaína ao mesmo tempo.
04:32
And alcohol is known to potentiate
the effects of cocaine,
71
260719
3850
Sabe-se que o álcool potencializa
os efeitos da cocaína.
04:36
so here, we now have a hint
on the state of mind
72
264593
4764
Então, agora temos uma pista
do estado mental
04:41
of the individual
whilst perpetrating the crime.
73
269381
3087
do indivíduo enquanto cometia o crime.
04:45
We passed this information to the police,
74
273198
2978
Passamos essa informação à polícia
04:48
and they found out that, actually,
Thomson is a drug addict,
75
276200
4284
e eles descobrem que, na verdade,
Thomson é viciado em drogas
04:52
and he also has a medical record
for psychotic episodes,
76
280508
4230
e possui um histórico médico
de episódios psicóticos,
04:56
for which presumably
the antidepressant was prescribed.
77
284762
3771
para os quais, possivelmente,
fora prescrito o antidepressivo.
05:01
So now Thomson becomes
the more likely suspect.
78
289016
4777
Agora, Thomson se torna
o suspeito mais provável.
05:07
But the reality is that I still don't know
where these molecules are coming from,
79
295463
5493
Mas a verdade é que ainda não sabemos
de onde vêm essas moléculas,
05:12
from which fingerprint,
80
300980
1746
de qual impressão digital,
05:14
and who those two fingerprints belong to.
81
302750
2973
nem a quem pertencem
aquelas duas digitais.
05:18
Fear not.
82
306346
1271
Mas calma.
05:19
Mass spectrometry imaging
can help us further.
83
307641
2815
As imagens de espectrometria
de massa podem nos ajudar.
05:22
In fact, the technology is so powerful
84
310763
3245
Na verdade, essa tecnologia é tão poderosa
05:26
that we can see where
these molecules are on a fingerprint.
85
314032
5047
que podemos ver onde essas moléculas
estão na impressão digital.
05:31
Like you see in this video,
86
319821
2051
Como vemos nesse vídeo,
05:33
every single one of those peaks
corresponds to a mass,
87
321896
3878
cada um daqueles picos
corresponde a uma massa,
05:37
every mass to a molecule,
88
325798
2072
cada massa a uma molécula,
05:39
and we can interrogate the software,
by selecting each of those molecules,
89
327894
4941
e podemos descobrir com o software,
selecionando cada uma das moléculas,
05:44
as to where they are present
on a fingermark.
90
332859
3650
onde elas estão presentes
numa impressão digital.
05:49
And some images are not very revealing,
91
337385
3073
Algumas imagens não são muito reveladoras,
05:52
some are better,
92
340482
1467
outras são melhores
05:53
some are really good.
93
341973
2462
e outras são muito boas.
05:56
And we can create multiple images
of the same mark --
94
344459
4992
E podemos criar imagens diversas
da mesma impressão,
06:01
in theory, hundreds of images
of the same fingerprint --
95
349475
4087
em teoria, centenas de imagens
da mesma impressão digital,
06:05
for as many of the molecules
that we have detected.
96
353586
3058
para tantas quantas forem
as moléculas que detectamos.
06:09
So step one ...
97
357547
1572
Então, primeiro passo:
06:12
for overlapping fingerprints, chances are,
98
360262
3985
para digitais sobrepostas,
é provável que, principalmente
se vierem de indivíduos diferentes,
06:16
especially if they come
from different individuals,
99
364271
2521
06:18
that the molecular composition
is not identical,
100
366816
3419
a composição molecular não seja idêntica.
06:22
so let's ask the software
to visualize those unique molecules
101
370259
5083
Então, vamos pedir ao software
para visualizar essas moléculas únicas
06:27
just present in one fingermark
and not in the other one.
102
375366
3874
presentes apenas numa digital
e não na outra.
06:31
By doing so,
103
379875
1685
Fazendo isso,
06:33
that's how we can separate
the two ridge patterns.
104
381584
3948
conseguimos separar
os dois padrões distintos de digitais.
06:38
And this is really important
105
386490
1975
Isso é muito importante
06:40
because the police now are able
to identify one of the two fingerprints,
106
388489
6025
porque assim a polícia consegue
identificar uma das duas digitais,
06:46
which actually corresponds to Katie.
107
394538
2157
que na verdade pertence à Katie.
06:49
And they've been able to say so
108
397368
1493
E eles descobriram isso
06:50
because they've compared
the two separate images
109
398885
2603
porque compararam
as duas imagens separadamente
06:53
with one taken posthumously from Katie.
110
401512
2681
com uma obtida de Katie após sua morte.
06:56
So now, we can concentrate
on one fingerprint only --
111
404902
5193
Agora, podemos nos concentrar
em apenas uma impressão digital:
07:02
that of the killer's.
112
410119
1857
a do assassino.
07:04
So then, step two ...
113
412477
1991
Então, segundo passo:
07:06
where are these three
molecules that I've seen?
114
414968
2768
onde estão as três moléculas que descobri?
07:10
Well, let's interrogate the software --
show me where they are.
115
418250
3248
Bem, vamos perguntar ao software,
e ele vai mostrar onde estão.
07:13
And by doing this,
116
421522
1660
E, fazendo isso,
07:15
only portions of the image
of the killer's fingerprint show up.
117
423206
6281
apenas partes da imagem
da digital do assassino aparecem.
07:21
In other words,
118
429511
1404
Ou seja,
07:22
those substances are only present
in the killer's print.
119
430939
5738
aquelas substâncias só estão presentes
na digital do assassino.
07:29
So now our molecular findings
start matching very nicely
120
437120
5220
Agora, nossas descobertas moleculares
começam a combinar muito bem
07:34
the police intelligence about Thomson,
121
442364
2701
com a investigação
da polícia sobre Thomson,
07:37
should that fingerprint belong to him.
122
445089
2489
caso a impressão digital pertença a ele.
07:40
But the reality is that that print
is still not good enough
123
448650
3647
Mas a verdade é que aquela digital
ainda não é boa o suficiente
07:44
to make an identification.
124
452321
2048
para fazermos uma identificação.
07:46
Step three:
125
454393
1401
Terceiro passo:
07:47
since we can generate hundreds of images
of the same fingerprint,
126
455818
6664
já que podemos gerar centenas
de imagens da mesma digital,
07:54
why don't we superimpose them,
127
462506
2923
por que não as sobrepomos
07:57
and by doing so,
128
465453
1153
e, ao fazermos isso,
07:58
try to improve the rich pattern
of continuity and clarity?
129
466630
3413
tentamos melhorar o rico padrão
de continuidade e clareza?
08:02
That's the result.
130
470067
1500
Eis o resultado.
08:04
Striking.
131
472303
1402
Impressionante.
08:05
We now have a very clear image
of the fingerprint
132
473729
3942
Agora temos uma imagem
bem nítida da impressão digital
08:09
and the police can run it
through the database.
133
477695
2750
e a polícia pode acessá-la
no banco de dados.
08:12
The match comes out to Thomson.
134
480469
2360
A imagem combina
com a digital de Thomson.
08:15
Thomson is our killer.
135
483839
1501
Thomson é o assassino.
08:17
(Applause)
136
485364
3968
(Aplausos)
08:21
Katie, the suspects and the circumstances
of the crime aren't real,
137
489356
6747
Katie, os suspeitos e as circunstâncias
do crime não são reais,
08:28
but the story contains elements
138
496127
3549
mas a história contém elementos
08:31
of the real police casework
we've been confronted with,
139
499700
4347
do verdadeiro cenário policial
com o qual nos confrontamos
08:36
and is a composite of the intelligence
that we can provide --
140
504071
3166
e é uma demonstração da inteligência
que podemos oferecer,
08:39
that we have been able
to provide the police.
141
507261
2531
ou que pudemos oferecer à polícia.
08:43
And I'm really, really thrilled
that after nine years of intense research,
142
511089
4638
E estou muito, muito contente,
após nove anos de intensa pesquisa,
08:47
as of 2017,
143
515751
1961
que, em 2017,
08:49
we are able to contribute
to police investigations.
144
517736
3106
possamos contribuir
com investigações policiais.
08:53
Mine is no longer a dream;
145
521462
2624
Não é mais um sonho pra mim;
08:56
it's a goal.
146
524110
1500
é um objetivo.
08:57
We're going to do this wider and wider,
147
525958
2824
Vamos ampliar isso cada vez mais,
09:00
bigger and bigger,
148
528806
1297
mais e mais,
09:02
and we're going to know
more about the suspect,
149
530127
3081
vamos saber mais a respeito do suspeito
09:05
and we're going to build an identikit.
150
533232
1972
e vamos criar um kit de identificação.
09:08
I believe this is also a new era
for criminal profiling.
151
536121
4739
Acredito que também seja uma nova era
para estudos de perfil criminal.
09:12
The work of the criminologist
152
540884
1390
O trabalho do criminologista
09:14
draws on the expert recognition
of behavioral patterns
153
542298
4085
se alia ao reconhecimento especializado
de padrões de comportamento
09:18
that have been observed before
to belong to a certain type,
154
546407
3625
que já foram observados antes
como pertencentes a certo tipo,
09:22
to a certain profile.
155
550056
1500
a certo perfil.
09:23
As opposed to this expert
but subjective evaluation,
156
551869
4447
Ao contrário dessa avaliação
especializada, mas subjetiva,
09:28
we're trying to do the same thing,
157
556340
2331
estamos tentando fazer o mesmo,
09:30
but from the molecular makeup
of the fingerprint,
158
558695
3564
mas a partir da composição
molecular das impressões digitais,
09:34
and the two can work together.
159
562283
1811
assim as duas abordagens
podem andar juntas.
09:36
I did say that molecules are storytellers,
160
564812
2866
Eu mencionei antes
que as moléculas são reveladoras,
09:39
so information on your health,
161
567702
2539
pois informações sobre nossa saúde,
09:42
your actions, your lifestyle,
your routines,
162
570265
4157
nossas ações, nossa rotina,
nosso estilo de vida,
09:46
they're all there,
163
574446
1788
estão todas lá,
09:48
accessible in a fingerprint.
164
576258
2436
acessíveis numa impressão digital.
09:51
And molecules are
the storytellers of our secrets
165
579403
4436
As moléculas revelam os nossos segredos
09:56
in just a touch.
166
584813
1335
em apenas um toque.
09:58
Thank you.
167
586706
1151
Obrigada.
09:59
(Audience) Wow.
168
587881
1158
(Aplausos)
10:01
(Applause)
169
589063
3532
Translated by Leonardo Silva
Reviewed by Maricene Crus

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ABOUT THE SPEAKER
Simona Francese - Analytical chemist
Simona Francese is a chemist by training who is passionate about forensics.

Why you should listen

Simona Francese is a Professor of Forensic and Bioanalytical Mass Spectrometry at Sheffield Hallam University in the UK. As she writes: "I have been fascinated by forensics since I was 17, and I was determined to pursue an educational route that eventually would enable me to contribute to secure societies. As always in life, nothing is straightforward. I enrolled in the chemistry course because it was the closest degree at the time that could lead me to where I wanted to be. I ended up doing a PhD and post-doctorate fellowships working with viruses and diseases. But I was always focused on my ultimate objective, and throughout I developed a strong expertise in mass spectrometry, which is an extremely versatile analytical technique. This was crucial.

"When I obtained my first lectureship, I had the freedom to build my own research, and I used mass spectrometry imaging to develop ways to profile individuals from their fingermarks, thus helping police with their investigations. What has the suspect been handling? What is their lifestyle? What did he do prior to or while committing the crime? These are some of the questions that the developed technology can answer, and we are working on providing additional information -- for example, on the pathological or pharmacological state of the individual, just from looking at their fingermark! A fantastic achievement for me, but the best accomplishment was keeping the focus for 14 years and remaining determined to finally be able to do what I have always been so passionate about."

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Simona Francese | Speaker | TED.com