Tehisintellekt v Covid-19: Kuidas saab tehisintellekt aidata Covid-19 jälgimisel ja uurimisel?

Tech / Tehisintellekt v Covid-19: Kuidas saab tehisintellekt aidata Covid-19 jälgimisel ja uurimisel? 6 minutit loetud

Covid-19



2020. aasta on Covid-19 viirusega olnud kummaline. Meditsiinitehnikud ja teadlased kogu maailmas üritavad leida vaktsiini ja seda sisaldada. See pole oluline mitte ainult inimese elu, vaid ka ettevõtted ja mõju on sellel olnud kogu maailmas.

COVID-19



Vastavalt Coronavstats 21. septembri 2020 seisuga oli Ühendkuningriigis kokku 398 625 nakkust ja surmajuhtumeid 41 788. Praegune suremus, mis on veidi üle 10% juhtudest, on murettekitav. On kindlaks tehtud, et levik on eksponentsiaalne. Seetõttu on ohjeldamine eluliselt tähtis, tehnikamaailmas kasutatakse tehisintellekti vaktsiinide avastamisel ja ohjeldamisel. Tehisintellekti abil saab õigeid vaktsineerimisi kiiremini leida, analüüsides varasemaid infektsiooni ja leviku sarnase valgu struktuuri põhjal.



Tervisekeskused kasutavad üha enam tehisintellekti. Rindkere röntgenikiirte skaneerimissüsteemid suudavad viiruse automaatselt tuvastada ja kasutada tehisintellekti võimaluste abil pildituvastust. Tehisintellekt pakub palju kiiremat töötlemist. Reguleerivad asutused ja valitsusasutused koguvad seejärel andmeid ja muudavad need mitme üksuse jaoks kättesaadavaks. Teadlased ja mikrobioloogid kasutavad neid andmeid ja muid andmeid ravimite mõju analüüsimiseks ning viiruse ja muude bakterite, näiteks Médecins Sans Frontières, tuvastamiseks paremate ravimite loomiseks.



Arstid ilma piirideta ja Tenserflow Lite

TensorFlow

Tehisintellekti potentsiaalse kasutamise vaktsiini leidmise näite võib leida praegustest meditsiinilistest uuringutest, mis käsitlevad bakterite tuvastamist, nagu selles näha YouTube'i video . Médecins Sans Frontières on heategevusorganisatsioon, mis osutab arstiabi üle kogu maailma, välja kirjutades erinevaid antibiootikume enam kui 70 riigis. Nad on avastanud, et üha rohkem patsiente on nakatunud mitut ravimit resistentsete bakteritega. Võimalik, et sama kontseptsiooni võiks kasutada ka Covid-19 puhul nende tehisintellekti ja Google'i TensorFlow kasutamisel. TensorFlow on tasuta ja avatud lähtekoodiga tehisintellekti pakkumine Google'ilt ning TensorFlow Lite (kasutab Médecins Sans Frontières), on mobiiliversioon allalaadimiseks saadaval iOS-is ja Androidis.

Ravimid ilma piirideta on avastanud, et patsientidele manustatakse sageli valesid antibiootikume, kuna nad ei suuda täpselt tuvastada viirust, millega patsient võib nakatuda. Nad kasutavad TensorFlow'i, et aidata oma patsientidele õigeid antibiootikume tuvastada.



See toob kaasa mitu väljakutset. Bakterite tuvastamiseks on vaja mitut testi, et teada saada, millist tüüpi bakteritega nad tegelevad. On veel üks samm, mis on tulemuste tõlgendamine paljudes riikides, kus tegutsevad piirideta arstid. Kahjuks pole nende tõlgenduste tegemiseks piisavalt kogenud mikrobioloogide töötajaid. Tehisintellekt võib olla selle probleemi potentsiaalne lahendus, kuna mikrobioloogide personali asendamise asemel aitavad nad olemasolevat personali diagnoosikatseid tõlgendada lühema aja jooksul, kasutades TensorFlow lite'i, mis on saadaval paljudes mobiiltelefonides kõigis nende kliinikutes . Rakendus ei pea olema võrgus, seega saab seda kasutada halva signaalialaga piirkondades.

TensorFlow kasutab Pythoni abil arvutinägemist ja masinõpet bakterite ja antibiootikumide vastasmõju tuvastamiseks, kasutades ainult Petri tassi pilti. Selle tehnoloogia kasutamise tulemusena õnnestus meedikutel ilma piirideta päevadel testimismudel koolitada. Samuti osutus see üllatavalt kiireks ja hõlpsasti saavutatavaks. Nad on välja töötanud prototüübi, mille eesmärk on muuta diagnostiline test kättesaadavaks, lihtsaks ja taskukohaseks kogu maailmas. See rakendus võib olla mängude muutja, aidates miljoneid inimesi üle kogu maailma, eriti kui seda saab kohandada Covid-19 vaktsiini ja ka paljude teiste haiguste otsimisel. See võib aidata ka parimate juhtimistavade osas nõu anda.

See toimib objektide tuvastamise abil, kasutades eelnevalt märkustega pilte haigustest ja võrdlustest Petri tassi fotoga. See suudab ennustada vähem kui ühe sekundiga. TensorFlow pakutava süsteemi ilu seisneb selles, et tuhandete koodiridade kirjutamise asemel on funktsioonide kogu, mis võimaldab erinevate arhitektuuride ehitamist palju vähem aja jooksul. See võib neid maaeluvõrke kokku tõmmata, et mobiilseadmesse mahtuda. Inimeste panus on protsessi jaoks kriitilise tähtsusega. See võib väga kiiresti läbida sadu miljoneid pilte ja seda saab kohandada erinevat tüüpi närvivõrkude loomiseks.

Covid-19 vaktsiini otsimisel võiks Médecins Sans Frontières'i strateegia olla hea koht tehisintellekti kasutamiseks TenserFlow abil.

TensorFlow Lite Androidi näites

TensorFlow võimaldab teil kiiresti viivitada mobiilseadmetes masinõppemudeleid, nii et saate klassifitseerimisi teha ilma korduvate võrgukõnedeta serverile helistamata. See on saadaval Androidis ja iOS-is C ++ API kaudu. Android-seadmetele on olemas Java ümbris, mis seda toetab. Tõlk kasutab riistvara kiirendamiseks Androidi närvivõrkude API-d.

Rakendus on üles ehitatud mobiilse võrgumudeli abil. Mobiilivõrgud on väikesed ja kulutavad vähe energiat. Mudeleid saab kavandada nii, et need vastaksid mitmele kasutusjuhtumile, näiteks objektide tuvastamine, näiteks erinevat tüüpi taimed või puud. See annab peeneteralise klassifikatsiooni. Tööks on saadaval mitu eelnevalt koolitatud riiulivälist mudelit.

TensorFlow lite'iga esmakordsel töötamisel on soovitatav töötada nende eelnevalt ehitatud mudelitega. TensorFlow Lite ei toeta aga veel täispuhutud TensorFlow kõiki funktsioone.

TensorFlow'i kasutamiseks mobiilseadmetes peate lisama TensorFlow lite teegid. See saavutatakse redigeerides oma järkude gradle-faili, et tagada nende kaasamine. Järgmine samm on TensorFlow tõlgi importimine. Tõlk laadib mudeli ja võimaldab teil seda käivitada, pakkudes talle sisendite komplekti. TensorFlow lite käivitab mudeli ja kirjutab väljundid. See on lihtne protsess, kuigi selle taga olev tehnoloogia on keeruline.

Mudel tuleks salvestada rakenduse varadesse. Seejärel loeb kood mudeli otse sealt, kuigi mudeli saab laadida kõikjalt. Kui mudel on laaditud, saab tõlgi tuvastada.

Meditsiiniliste uuringute korral loeb rakendus kaamerast kaadreid ja muudab need piltideks. Neid pilte (Petri tassi Médecins Sans Frontières puhul) kasutatakse mudeli sisenditena, mis väljastab tagastusväärtused. Need väärtused on vastava märgise indeks (antud juhul bakterite tuvastamine) ja tuhanded eelnevalt ettevalmistatud, kommenteeritud pildid sobiksid selle märgisega.

Siit leiate lisateavet TensorFlow mudelite treenimise kohta video juhend TensorFlow mudelite käitamiseks Androidis.

Covid-19 tuvastamine UiPath Fabrici abil

Rindkere röntgen

UiPath on ettevõte, mis on spetsialiseerunud tehisintellekti lahendustele. Waterloo ja Darwini ülikooli teadlased on UiPath Fabrici, mis on avatud lähtekoodiga algatus, COVID-19 juhtude tuvastamiseks neuronivõrgu mudeli kujundamiseks rindkere röntgenpildi abil. Mudelit koolitati üldkasutatava andmekogumi järgi, mis koosnes 76 pilti covid 19-ga patsientidelt nagu on illustreeritud selles You Tube'i videos.

Tööprotsess on lihtne, koosneb failist ja röntgenpildist. Need saadetakse masinaõppemudelisse, mis annab tulemusi. Rakendus taotleb pilti. See on kõik, mida vajate, et koolitada mudel haigusteta inimestelt ja teha vahet kopsupõletikuga ja COVID-19 põdevatel inimestel. Väljund on masinõppe klassifikatsiooni tulemus.

Nii et iga rindkere röntgen- või kompuutertomograafilise pildi puhul annab tarkvara prognoosi, et pilt pärineb patsiendilt, kellel on Covid-19. Uuringu praeguses etapis pole see tootmisversioon, vaid esialgne eksperiment.

Tehisintellekti kasutatakse Covid-19 sisaldamise uurimiseks ja viiruse avastamiseks. Mobiilirakendused, näiteks TensorFlow Lite, saavad kontrollida, kas isikul on viirus, toites mõnda kasutaja sisendit, hankides oma asukoha kohta automaatselt andmeid ja hinnates neid teatud määral. Võite ette kujutada olukorda, kus juhul, kui kinnitatud patsiendi mobiilne asukoht on alati teada, saab valitsus hoiatada inimesi, kes on nimetatud isikuga suhelnud. Seda tuntakse kui „Jälgi ja jälgi“.

Bert , mis on veel üks Google AI algatus, rakendatakse selle tohutu andmekogumi jaoks, et saada viiruse kohta kasulikku teavet, kasutades loomuliku keele töötlust (NLP). NLP-d saab kasutada valgu struktuuri mõistmiseks ja võimalike vaktsineerimiste kiiremaks väljatöötamiseks, sealhulgas teabe pakkumiseks piirkondade kohta, kus inimesi mõjutab.

See peaks aitama ka mikrobioloogidel mõista ravivõimalusi, arvestades võimalikke kahjulikke mõjusid, ja määrata õige annus. Bert vaatab sõnu ja lauseid mõlemast suunast vasakult paremale ja paremale või vasakule, et nad saaksid konkreetseid sõnu kogu kontekstis mõista ja tuvastada. Niisiis, tehisintellekti mudelite, näiteks TensorFlow ja Bert for Natural language processing kombinatsiooniga mikrobioloogide abistamiseks ei pruugi Covid-19 vaktsiin olla liiga kaugel, kuid see on veel pooleli. Tehisintellekt on osutunud kasulikuks, nagu need näited on näidanud, et pakkuda potentsiaalsele Covid-19 vaktsiinile lahendus ja jälgimisvõime.

Sildid COVID-19 TensorFlow