Kiedy ludzie zarażeni kaszlem “covidowym”, brzmią inaczej, niż kaszlą zdrowi – nawet jeśli zarażeni nie wykazują żadnych objawów. Różnica jest ledwo zauważalna dla ludzkiego ucha, ale w przypadku maszyn jest inna. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Cambridge chcą teraz wykorzystać to do powstrzymania pandemii koronowej. Tworzą aplikację na telefony komórkowe, która ma używać celowego kaszlu, aby wykryć, czy użytkownik jest prawdopodobnie zainfekowany wirusem.
Niedrogie narzędzie przesiewowe dla tłumu
Aplikacja byłaby przełomowa. Właściciele smartfonów mogli po prostu kaszleć do telefonu każdego ranka i natychmiast otrzymywać informacje o możliwej infekcji koronowej. Skuteczne wykorzystanie takiego narzędzia do masowych testów mogłoby znacznie ograniczyć rozprzestrzenianie się pandemii. Brian Subirana, naukowiec z MIT, ma nadzieję, że każdy mógłby z niego skorzystać „przed pójściem do klasy, fabryki lub restauracji” .
Deweloperzy zajmują się podstawowym problemem pandemii: osoby, które czują się zdrowe, rzadziej poddają się testom na obecność wirusa koronowego na własny koszt. Fakt, że wirus tak często powoduje niewielkie objawy lub nie powoduje ich wcale, lub tylko po długim okresie inkubacji, jest jednym z czynników, które sprawiają, że rozprzestrzenianie się wirusa jest tak trudne do kontrolowania.
Pozytywne podejrzenie aplikacji testowej należy potwierdzić formalnym testem – mówi MIT. Gdyby aplikacja została zatwierdzona przez FDA i przyjęta na dużą skalę, nadal mogłaby mieć wyjątkową wartość jako nieinwazyjne narzędzie do wstępnego badania przesiewowego, które zapewnia wygodną i bezpłatną wstępną ocenę ryzyka choroby.
Ogromna kolekcja kaszlu
Jeszcze przed wybuchem pandemii koronowej zespół MIT próbował użyć sztucznej inteligencji do wykrywania objawów choroby Alzheimera na podstawie nagrań głosu i kaszlu. W kwietniu, wraz z rozprzestrzenianiem się koronawirusa, zespół rozpoczął zbieranie wielu nagrań dźwiękowych kaszlu, w tym od pacjentów z Covid-19.
Naukowcy zebrali obecnie ponad 200 000 próbek umyślnego kaszlu, co jest „największym znanym zbiorem danych dotyczących kaszlu” – twierdzą naukowcy. Około 2500 nagrań zostało przesłanych przez osoby, u których potwierdzono zakażenie Covid-19, w tym osoby bez objawów.
Ten ogromny zbiór danych jest pożywką dla sztucznej inteligencji. Naukowcy wyszkolili swoją maszynę za pomocą tysięcy zapisów kaszlu. I przetestowali to na wielu innych nagraniach.
Wynik był zdumiewający: w rzeczywistości oprogramowanie rozpoznało najmniejsze zaburzenia nerwowo-mięśniowe u zarażonych osób. Model zidentyfikował 98,5 procent osób zakażonych w sposób możliwy do wykazania Covid-19. Siła tego narzędzia, podkreśla naukowiec Subirana, polega na jego zdolności do odróżniania kaszlu bezobjawowego od kaszlu rzeczywiście zdrowego: Wśród prawidłowo rozpoznanych “kaszlaków” były wszystkie osoby, które były zarażone, ale nic nie czuły.
Jak to się dzieje
Zespół pracuje teraz z japońską firmą farmaceutyczną Takeda, aby opracować bezpłatną aplikację do wstępnego badania przesiewowego w oparciu o model AI. We współpracy z kilkoma szpitalami na całym świecie zbiór danych dotyczących kaszlu będzie jeszcze większy i bardziej zróżnicowany, aby jeszcze bardziej wzmocnić dokładność modelu. Naukowcy mają nadzieję, że będą mogli opublikować swoją aplikację w ciągu najbliższych kilku miesięcy.
Inne instytucje badawcze również pracują nad bardzo podobnymi projektami, takie jak Uniwersytet EPFL w Lozannie w Szwajcarii i naukowcy z Carnegie Mellon University w Pittsburghu.
Oprac. Andrzej Mroziński
