Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47519
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-6922-2566
Tipo do documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Uso de espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido por laser (LIBS) associada à aprendizagem de máquinas para análise de resíduos de disparos de armas de fogo (GSR)
Título(s) alternativo(s): Use of laser-Induced plasma optical emission spectroscopy (LIBS) associated with machine learning for gunshot residue (GSR) analysis
Autor(es): Souza, Gabriel da Silva
Primeiro orientador: Cabral, Jader de Souza
Primeiro membro da banca: Guerra, José de los Santos
Segundo membro da banca: Marangoni, Bruno Spolon
Resumo: Em uma situação na qual envolva o acidente ou agressão com uma arma de fogo, é possível identificar o responsável pelos disparos através de marcadores químicos. Isso é feito identificando elementos já catalogados pertencentes a munições convencionais, como por exemplo o Ba - bário, Pb - chumbo e Sb - antimônio. No entanto, munições como a NTA (Non-toxic ammunition) não possuem marcadores químicos tão claros como as mu- nições convencionais necessitando de métodos alternativos na identificação de um possível atirador. Logo, este trabalho propõe um protocolo experimental capaz de fornecer tais marcadores químicos, e ainda fornece uma margem de precisão na identificação evitando falsos positivos. Para isso, é utilizado a espectroscopia óptica de emissão com plasma induzido por laser (LIBS) fornecendo a assinatura elementar das amostras, que por sua vez, serve de informação para treino do modelo de classificação Random Forest(RF) que é baseado em métricas estatísticas de informação. Com este método de aprendizagem de máquina supervisionado, é possível analisar quais parâmetros são utilizados ao distinguir um atirador de um não atirador tornando-o explicável. As amostras foram coletadas em um estande de tiro, sob protocolos estabelecidos pela SENASP (Secretaria Nacional de Segurança Pública), consistindo em 2, 6 e 8 disparos com munição NTA, e 1 e 6 disparos com munições convencionais. E para comparação foram coletadas amostras de 0 disparos (amostras da mão de um indivíduo que não entrou em contato com a arma de fogo). Os resultados apresentam marcadores químicos identificados a partir de transições atômicas de Cu I, Cu II, Ti I e Mo I, o modelo de classificação foi capaz de atingir uma precisão acima de 90% e possui um poder de generalização alto o suficiente para distinguir um atirador de um não atirador independentemente do tipo de munição, convencional ou NTA.
Abstract: In a situation involving an accident or assault with a firearm, it is possible to identify the person responsible for the shots using chemical markers. This is done by identifying elements already catalogued in conventional ammunition, such as Ba - barium, Pb - lead and Sb - antimony. However, ammunition such as NTA (non-toxic ammunition) does not have chemical markers as clear as conventional ammunition, requiring alternative methods to identify a possible shooter. Therefore, this work proposes an experimental protocol capable of providing such chemical markers, while still providing a margin of accuracy in identification and avoiding false positives. To this end, laser-induced breakdown spec- troscopy (LIBS) is used to provide the elemental signature of the samples, which in turn serves as information for training the Random Forest(RF) classification model, which is based on statistical information metrics. With this supervised machine learning method, it is possible to analyze which parameters are used to distinguish a shooter from a non- shooter, making it explainable. The samples were collected at a shooting range, under protocols established by SENASP (National Secretariat for Public Security), consisting of 2, 6 and 8 shots with NTA ammunition, and 1 and 6 shots with conventional ammu- nition. For comparison, samples were taken from 0 shots (samples from the hand of an individual who did not come into contact with the firearm). The results show chemical markers identified from Cu I, Cu II, Ti I and Mo I atomic transitions, the classification model was able to achieve an accuracy of over 90% and has a generalization power high enough to distinguish a shooter from a non-shooter regardless of the type of ammunition, conventional or NTA.
Palavras-chave: Munição NTA
LIBS
Random Forest
NTA ammunition
NTA ammunition
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Assunto: Física
Espectroscopia de emissão
Munição
Armas de fogo
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Física
Referência: SOUZA, Gabriel da Silva. Uso de espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido por laser (LIBS) associada à aprendizagem de máquinas para análise de resíduos de disparos de armas de fogo (GSR). 2025. 67 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5090.
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5090
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47519
Data de defesa: 25-Fev-2025
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): ODS::ODS 16. Paz, justiça e instituições eficazes - Promover sociedades pacíficas e inclusivas par ao desenvolvimento sustentável, proporcionar o acesso à justiça para todos e construir instituições eficazes, responsáveis e inclusivas em todos os níveis.
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO - Física

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