3D-Druck in der Ermittlungsarbeit: Wie unterstützt die 3D-Technologie das Aufklären von Verbrechen?

Wir kennen es aus Filmen: Ein Mord geschieht und die Kriminalpolizei nimmt die Ermittlungen auf. Modernste Techniken werden eingesetzt und der Täter wird meist schnell gefasst. Jährlich verlieren weltweit fast eine halbe Million Menschen durch vorsätzliche Tötung ihr Leben. Im Jahr 2023 lag die Aufklärungsquote von Morden in den Vereinigten Staaten bei etwa 50 %, aber diese Aufklärungsraten variieren je nach Land. In Deutschland wurden 2023 beeindruckende 92,3 % der Mordfälle aufgeklärt, ein Erfolg, zu dem auch erweiterte Technologien in der Ermittlungsarbeit beitragen. Die 3D-Technologie spielt dabei eine immer größere Rolle. Heutzutage gibt es kaum noch Tötungsdelikte, bei denen nicht mithilfe von 3D-Rekonstruktionen oder 3D-Scantechniken ermittelt wird.

Die 3D-Forensik ist ein essenzieller Bestandteil moderner Kriminalistik. Sie umfasst das Rekonstruieren, Analysieren und Aufarbeiten krimineller Handlungen mittels 3D-Tools und menschlichen Entscheidungen. Das eigenständige Feld wird zunehmend im Strafrecht und zur Verbrechensaufklärung genutzt. Um die Rolle der 3D-Technologie in der Ermittlungsarbeit und der Analyse forensischer Beweise besser zu verstehen, haben wir mit mehreren Experten gesprochen.

3D-Technologien kommen immer häufiger direkt am Tatort zum Einsatz.(Bild APA/Georg Hochmuth)

Die Verwendung der 3D-Technologie in der Ermittlungsarbeit 

Mithilfe der 3D-Technologie können digitale Medien, aber auch physische Beweise, darunter gedruckte Objekte, gesammelt und analysiert werden. Eingesetzte 3D-Technologien sind 3D-Scan sowie 3D-Druck.

Die Rolle von 3D-Scans

In der Ermittlungsarbeit werden seit den 30er Jahren photogrammetrische Messsysteme verwendet und seit Ende der 90er Jahre sind Nahbereichsphotogrammetrie- Systeme in der Kriminaltechnik weit verbreitet. Sie eröffnen neue Möglichkeiten in der Kriminaltechnik, vor allem bei der Vermessung von Tatorten, aber auch bei der Größenbestimmung von Straftätern. Heute wird das 3D-Laserscanning Verfahren nahezu in allen Ländern verwendet. Das LKA Hamburg bestätigt: „3D-Scans werden in der Polizeiarbeit regelmäßig genutzt, um Ereignisorte und/oder physische Gegenstände auch digital zu begutachten oder miteinander abzugleichen.”

In der Tatortdokumentation kommen verschiedene Scanner zum Einsatz, darunter Stativscanner, mobile Rucksackscanner oder Handscanner. Hier wird ein Artec Handscanner verwendet. (Bild: Artec 3D)

3D-Forensik-Analyst Eugene Liscio, der bereits Fälle in Kanada, den USA und Europa gelöst hat und an der Universität von Toronto lehrt, ergänzt: „Die vier Haupttechnologien beim Scannen sind Photogrammetrie, Laserscanning, strukturierte Lichtscanner und mittlerweile auch App-basiertes Scannen.“

Photogrammetrie erstellt fotorealistische Texturnetze und kombiniert mit Oberflächen-, CT- und MRT-Aufnahmen, ermöglicht sie eine detaillierte 3D-Ansicht des Körpers. So können Verletzungen vergrößert, analysiert und mit Tatwerkzeugen oder Schussrichtungen abgeglichen werden. Bei den 3D-Scans wird zwischen Volumenscan und Oberflächenscan unterschieden. Der Volumenscan ermöglicht die Aufnahme von hochauflösenden Bildern und erfordert spezielle Software und Fachwissen, um aus Daten 3D-Modelle zu erstellen. Der Oberflächenscan ist benutzerfreundlicher, da nur Details an der Oberfläche erfasst werden und integrierte Softwares verwendet werden. Er ist zuverlässig für die Verletzungsanalyse nach dem Tod einer Person und die Landmarking Method. Die Landmarking Method verwendet markante Punkte in Bildern oder Daten, um präzise Referenzsysteme zu erstellen und so genaue Messungen und Vergleiche zu ermöglichen. Zusätzlich werden photogrammetrische Daten mit Drohnen- oder DSLR-Kameras erfasst, um ein 3D-Modell des Tatorts zu erstellen. Die gesamte Rekonstruktion kann mittels Virtual Reality über VR-Brillen oder eine VR-Cave visualisiert werden.

Die 3D-Rekonstruktion eines Tatorts. Durch die abgebildeten Blutspritzer wird der Ort des Angriffs berechnet. (Bild: Sophia Lavcanski)

Das Sachgebiet 54.2 des Landeskriminalamtes Nordrhein-Westfalen (LKA NRW), das die Aufgabe der Tatortvermessung, -rekonstruktion und- visualisierung hat, erklärt: „Der Einsatz von 3D-Laserscannern ermöglicht eine dreidimensionale, digitale Konservierung von Tatorten sowie eine retrograde Analyse und Rekonstruktion von Tatabläufen, beispielsweise der Volumenberechnung, der Sichtfeld- und Schussrichtungsbestimmungen sowie der Tätergrößenbestimmung.”

Der Ablauf von Ermittlungen mithilfe von 3D-Scan

Die Spurensicherung verwendet 3D-Scanner, indem sie ihn über die Fuß-oder Reifenspur hält und die Aufnahme startet. Gleichzeitig macht eine am Scanner befestigte Kamera ein Foto. Einige Sekunden später kann der Nutzer auf dem integrierten Display eine Vorschau sehen, um zu überprüfen, ob das Bild scharf ist. Die detaillierte Analyse erfolgt dann im Labor, wo Trassologen die Länge oder Tiefe des Schulprofils untersuchen und die Spuren mit anderen Tatorten vergleichen.

Der 3D-Scan der Spurensicherung mittels des tragbaren 3DF-Scanners. (Bild: Fraunhofer IOF)

Die Rolle von 3D-Druck

Der 3D-Druck wird in der Forensik seit den frühen 2010er Jahren genutzt, um Beweismittel zu rekonstruieren, wobei die Wahl der Drucktechnologie vom Verwendungszweck abhängt. Harz-Drucker eignen sich ideal für detailreiche Modelle, während Powder Bed Fusion für robuste Teile verwendet werden kann. Am häufigsten kommt jedoch der FDM-3D-Druck zum Einsatz, da er kostengünstig und vielseitig ist.

Das LKA NRW kommentiert: „Die Technologie des 3D-Drucks dient ausschließlich als technisches Hilfsmittel zur Erstellung von sogenannten Zielmarken (trackbaren Targets), die im Rahmen der Digitalisierung von Bewegungen von Personen oder Gegenständen eingesetzt werden.” Auch das LKA Hamburg, welches noch über keinen 3D-Drucker verfügt, erklärt, dass 3D-Drucke für eine physische Begutachtung digitaler Gegenstände in Betracht gezogen werden können.

3D-Replikat einer Wirbelsäule aus einem Mordfall, bei dem eine Frau getötet wurde. Der Knochen hätte mittels traditioneller Fertigungsmethoden nur schwer hergestellt werden können. Gedruckt wurde auf dem Creality CR10-V3. (Bild: Eugene Liscio)

Potentiale der 3D-Technologien

Die 3D-Technologie bietet der Forensik und Ermittlungsarbeit verbesserte Möglichkeiten der Analyse und somit die Chance, den richtigen Täter zu überführen. Das  LKA NRW bestätigt, dass sich mit der 3D-Scantechnologie die Ermittlungsarbeit, insbesondere von Mordkommissionen, landesweit nachhaltig verändert hat.

Auch Joe Mullins, renommierter forensischer Künstler des National Center for Missing and Exploited Children, betont: „Mit den heutigen Methoden können wir einen Scan des Schädels mit der Behörde, die die sterblichen Überreste aufbewahrt, abwickeln und den Schädel vor Ort ausdrucken. Kürzlich habe ich einen Schädel aus Barbados scannen lassen, der dann in Virginia in 3D gedruckt und in New York City mit einer Gesichtsanpassung versehen wurde. Das wäre vor 20 Jahren noch nicht möglich gewesen.” 

Die Herstellung eines Schädels. (Bild: Joe Mullins)

Durch die Weiterentwicklung der technischen und digitalen Möglichkeiten, bis hin zu einer Visualisierungstechnik mithilfe von VR-Brillen oder einer VR-Cave können Ermittler eine dreidimensionale Tatortbegehung an einem nachgebildeten Tatort vornehmen. Hier sind Ansichten aus verschiedenen Perspektiven erreichbar, die beispielsweise die Positionseinahme von Perspektiven eines Zeugen zum Abgleich von Aussagen  über das Sichtfeld oder die visuelle Darstellung von Flugbahnen einzelnen Blutspritzern erleichtern, betont das LKA NRW. Sie erklären: „Der Betrachter befindet sich damit nicht mehr in der Rolle des Außenstehenden, er ist vielmehr in der Lage, den Tatort virtuell zu betreten und somit in die digitale Darstellung und Rekonstruktion des Tatgeschehens immersiv einzutauchen. Die Integration unterschiedlichster 3D-Daten ermöglichen dabei eine interaktive Visualisierung von Fallakten und die daraus gewonnenen Erkenntnisse können entscheidenden Einfluss auf die Beurteilung von Spuren, Zeugenaussagen und Tatzusammenhängen haben, die ohne die Einnahme dieses Blickwinkels verwehrt bleiben würden.” 

3D-Laserscans ermöglichen es Ermittlern auch nach dem Verlassen des Tatortes den Ort noch visuell am Computer anzusehen und sich gemeinsam zu beraten. Das Kriminalamt bestätigt: „Es eröffnet sich die Möglichkeit, den Tatort realistisch zu begreifen, sich an Tatorte zu begeben und sich in diesen zu bewegen, ohne zuvor am tatsächlichen Ort des Geschehens gewesen zu sein.” Dadurch können Ermittler und Beteiligte wie das Gericht gleichzeitig den virtuellen Tatort betrachten und gemeinsam darüber sprechen. Die Technologie ermöglicht so, auch in Schussdelikten und chaotischen Autounfällen einen Überblick über das Geschehen zu behalten und Einschusswinkel zu erkennen. 

3D-Tatort Rekonstruktionen erlauben es diesen auch nach Verlassen noch zu besichtigen. (Bild: Jeremiah Crowell)

Außerdem hilft die Technologie, Beweise nicht zu beschädigen, wenn sie hin-und her transportiert werden müssen. Bei Gesichtsrekonstruktionen ist die Technologie hilfreich, da bei traditionellen Rekonstruktionen Ton und Gips auf den Schädel geschichtet werden, um diesen wiederherzustellen. Dieser Vorgang wird mehrere Male wiederholt, was den Schädel beschädigt. Die 3D-Technologie beseitigt die Notwendigkeit den Schädel anzufassen und erstellt ein Computermodell, bei welchem mithilfe von Softwareprogrammen die Tonrekonstruktion imitiert wird, eine virtuelle Rekonstruktion erstellt wird und danach 3D-gedruckte Repliken hergestellt werden können. Selbst in der forensischen Spurensicherung, wo üblicherweise Schuh- oder Reifenabdrücke mit Gips ausgegossen werden, ein langwieriges Verfahren, das die Spur zerstört, kann der Einsatz von 3D-Scans helfen, diese Herausforderungen zu überwinden und Spuren zu bewahren.

Für Mullins ist der größte Vorteil, dass Originale erhalten bleiben: „Egal, ob es sich um einen Schädel oder ein wichtiges Beweisstück handelt. Im Bereich der forensischen Kunst hat es Fälle gegeben, in denen ein Schädel verloren ging. Die Einrichtung eines Verfahrens, bei dem alle Schädel gescannt, gedruckt und fotografiert werden, dient als Backup, falls dem Original etwas zustößt.”

Ergebnisse eines 3D-Scans mittels des 3DF-Scanners. (Bild: Fraunhofer IOF)

Derzeitige Verwendung von 3D-Technologien in der Ermittlungsarbeit

Die 3D-Technologie findet in der Ermittlungsarbeit vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Liscio erklärt, dass die forensische Arbeit drei Hauptkomponenten umfasst: Dokumentation, Analyse und Visualisierung. Dabei dient der 3D-Druck als Produkt der Dokumentation und visueller Hilfe.

Der 3D-Druck wird vor allem für die Nachbildung von Beweismitteln verwendet, was reale Beweismittel schont. So kann der Finger eines Opfers 3D-rekonstruiert werden, um technische Geräte zu entsperren. Vor Gericht sind 3D-gedruckte Nachbildungen, wie Schädel oder Waffen, hilfreich, um Verletzungen und Tathergänge anschaulich darzustellen. Liscio betont: „Normalerweise werden keine Knochen zur Verhandlung mitgebracht, aber man könnte eine Nachbildung mitbringen. Beispielsweise kann eine Waffe ausgedruckt werden, um Richtern, Geschworenen und anderen Ermittlern zu erklären, dass dies die verwendete Waffe war.” Er fügt hinzu: „Zur Zeit wird die 3D-Technologie verwendet, um das Verbrechen zu demonstrieren und Menschen dabei zu helfen, es zu verstehen. Jeder Mensch lernt auf unterschiedliche Weise. Ein Bild auf einem Foto zu sehen, ist in Ordnung, aber die Tatsache, dass man etwas in der Hand hat und es ansehen kann, ist hilfreich.” Auch in der forensischen Medizin wird der 3D-Druck als Lehrmittel genutzt, um anatomische Darstellungen für das medizinische Personal zu bieten.

3D-Druckrepliken eines Schuhabdrucks und eines vergrößerten Fingerabdrucks. (Bild: Eugene Liscio)

Mittels 3D-Scantechnologien können zudem ganze Tatorte rekonstruiert werden, um ein Verständnis für Position und Objekte zu bekommen und diesen visuell zu veranschaulichen. Das LKW NRW erklärt uns: „Im Rahmen der Tatortdokumentation ist die Aufnahme von Tatorten mittels 3D-Laserscanner ein ergänzendes und bisweilen fest integriertes Mittel der polizeilichen Tatortarbeit.” Auch die Abteilung für Kriminalwissenschaft und- technik des LKA Hamburgs verwendet mittels 3D-Scan angefertigte Vermessungen zur digitalen Darstellung und Rekonstruktion von Ereignisorten unterschiedlichster Art.

Nach und nach wird die 3D-Technologie auch in der forensischen Archäologie verwendet. Diese bietet hier großes Potential, da sie darstellt, wie Objekte vorher ausgesehen haben könnten. Beispielsweise wird daran geforscht, verbrannte Knochen mithilfe des 3D-Drucks wiederherzustellen.

Die Anwendung der 3D-Technologie in der Ermittlungsarbeit hat in verschiedenen Fällen weltweit zu bedeutenden Fortschritten geführt. Ein bemerkenswertes Beispiel ereignete sich in Ohio (USA), wo mittels des Programms Clay Tools das Gesicht eines gefundenen Schädels rekonstruiert und anschließend in 3D gedruckt wurde. Dies ermöglichte es den Ermittlern, Identitäten zu überprüfen und den Fall voranzutreiben. Ein weiteres Ereignis war der berüchtigte Koffermord 2015, bei dem erstmals eine Kombination aus 3D-Scanning und 3D-Druck zum Einsatz kam. Die West Midlands Police arbeitete eng mit der University Warwick Manufacturing Group zusammen, um mittels 3D-Technologie verkohlte Knochenfragmente zu analysieren und festzustellen, dass sie zu dem untersuchten Koffer gehörten. Dies spielt eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung der Opfer.

Beispiele von 3D gedruckten Schädelteilen bei tödlichen Schädelverletzungen. (Bild: Errickson, D., Carew, RM, Collings, AJ et al.)

Die rechtliche Lage: 3D-Repliken vor Gericht

Eine Studie des Cranfield Forensic Institute ergab, dass sich das Verständnis der im Gerichtssaal verwendeten Fachsprache bei der Präsentation von 3D-gedruckten Modellen im Vergleich zu 79 % bei fotografischen Bildern auf 94 % verbessert hat. Dennoch gibt es bei der Verwendung der 3D-Technologie für die Dokumentation von Tatorten bis jetzt keine rechtlichen Rahmenbedingungen. Der Rechtsanwalt Jens Ferner, welcher sich als Fachanwalt für IT-Recht mit dem 3D-Urheberrecht und Entwicklungen rund um die 3D-Technologie auseinandersetzt, bestätigt: „Es gibt weder für die staatliche noch für private Ermittler klare rechtliche Vorgaben in dem Sinne, dass reguliert ist, wie zwingend zu Dokumentieren ist. Auf prozessualer Ebene wird diese Thematik auf der Ebene der Beweisverwertung und Beweiswürdigung angegangen: Eine schlechte Dokumentation kann dazu führen, dass ihr ein Beweiswert abgesprochen wird oder sogar ein Verwertungsverbot im Raum steht. Dabei haben sich bei staatlichen Ermittlern gewisse Standards in der Dokumentation entwickelt, die aber gesetzlich nicht zwingend vorgeschrieben sind.”

Herausforderungen 

Eine der größten Herausforderungen des 3D-Technologie in den Ermittlungsarbeiten ist der Zeit-und Kostenfaktor. Liscio erklärt: „Es muss das richtige Werkzeug für die Aufgabe gewählt werden. Manchmal bedeutet das, dass in verschiedene Werkzeuge investiert werden muss oder Scanner gemietet werden müssen, weil man nicht über die passenden Werkzeuge verfügt. Vom Scan zu einem 3D-Druck Modell zu gelangen ist nicht einfach. Dazwischen liegt eine ganze Menge Arbeit und oft ist es eine Herausforderung, weil man es mit sehr komplizierten, empfindlichen Teilen zu tun hat, die viel Unterstützung benötigen.” Das bedeutet, dass ein Ermittler sich zum Experten auf diesem Gebiet entwickeln und die neuen Arbeitsabläufe sowie den Umgang mit den Werkzeugen erlernen muss.

Der 3D-Scan eines Schuhabdrucks. (Bild: Artec)

Dasselbe bestätigt uns das LKA NRW: „Die Tatortdokumentation mittels 3D-Laserscanner ist eine zeitintensive Methode, die eine enge Abstimmung mit am Tatort parallel arbeiten Personen erfordert. Zudem entstehen bei der Anwendung der Technologie große Datenmengen, welche ausschließlich durch performante IT und Software bearbeitet und visualisiert werden können.” Auch betonen sie, dass die zeitaufwändige Datenverarbeitung für Auswertungen, Tatortrekonstruktionen und Visualisierungen im Vergleich zu den Vorteilen, die die Technologie für die Ermittlungsarbeit bringt, gerechtfertigt ist. Die Fachabteilung der LKA Hamburg empfindet die Inhomogenität von Daten und Formaten der auf dem Markt vorhandenen Drucker sowie die Notwendigkeit hoher Kapazitäten an Speicherplatz als Herausforderung.

Die zukünftige Entwicklung

Mit der Weiterentwicklung und höheren Genauigkeit der 3D-Technologie wird erwartet, dass diese zunehmend in Ermittlungsarbeiten eingesetzt wird. Liscio merkt an, dass 3D-Druck in der Forensik zwar bekannt ist, aber noch nicht weit verbreitet, was sich jedoch ändern könnte, da die Anforderungen an Genauigkeit steigen. Auch Mullins ist davon überzeugt, dass der 3D-Druck in der Zukunft häufiger verwendet wird: „Die Technologie schreitet so schnell voran, dass der 3D-Druck zur Norm für die Unterstützung von Ermittlungen werden wird. Sie wird weiterhin zur Lösung von Fällen beitragen, nur eben in einem schnelleren Tempo.”

3D-Scan mit dem Artec Eva. (Bild: Artec 3D)

Trotz der Möglichkeiten und Fortschritte bleibt noch viel zu tun, damit die 3D-Technologie die Ermittlungsarbeit in ihrem vollen Potential unterstützen kann. Ein wichtiger Schritt wäre hier die Ausbildung von Ermittlern mittels Schulungsprogrammen. Außerdem bedarf es kontinuierlicher Forschung, um die Technologie an die Anforderungen der Ermittlungsarbeit anzupassen und die Zusammenarbeit zwischen Technikern, Juristen und Ermittlern zu vereinfachen. 3D-Technologien haben zukünftig und langfristig das Potential, die Ermittlungsarbeit zu erleichtern, Täter hinter Gitter zu bringen und Verbrechen präziser aufzuklären. Doch um dies realisieren zu können, müssen durch Ausbildung und Forschung weiterhin Grundlagen gelegt werden.

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*Titelbildnachweis: APA/Georg Hochmuth